10-预应力混凝土结构的基本原理与计算原则 .ppt

3、孔道及灌浆材料 ①制孔器的类型 抽拔式制孔器：即在预应力混凝土构件中根据设计要求预留制孔器具，待混凝土初凝后拔出制孔器具，形成孔道。 埋入式制孔器：即在预应力混凝土构件中根据设计要求永久埋置制孔器，形成预留孔道。 ②灌浆材料 为了避免预应力筋腐蚀，保证预应力筋与周围混凝土共同变形，应向孔道中灌入水泥浆。 要求：具有一定的黏结强度，收缩不能过大。 10.4 预应力钢筋张锚体系 ①类型：锚具和夹具，代号：锚具：M；夹具：J 一般根据锚固方式的不同分为： 夹片式锚具：代号J，如：JM型锚具；QM型；XM型；OVM型锚具；夹片式扁锚BM体系； 支承式锚具：代号L和D，如螺丝端杆锚具LM；镦头锚具DM； 锥塞式锚具：代号Z，如：钢质锥形锚具GZ； 握裹式锚具：代号W，如挤压锚具；压花锚具； 1、夹片式锚具 10.5 预应力混凝土结构计算的基本原则 1、计算要求 正常使用条件下：承载力计算；变形验算；抗裂验算；裂缝宽度验算；应力验算。 施工阶段：承载力计算；抗裂验算；应力验算；局部受压验算。 裂缝控制验算：裂缝控制一般分为三级：一级：不允许出现裂缝；二级：一般要求不出现裂缝；三级：允许出现裂缝。 变形验算：荷载作用下的变形；预应力产生的反拱估算。 2、张拉控制应力 张拉控制应力是指张拉预应力钢筋时所控制的最大应力值，其值为张拉设备所控制的总的张拉力除以预应力钢筋面积得到的应力值。 从充分发挥预应力优点的角度考虑，张拉控制应力宜尽可能地定得高一些，σcon定得高，形成的有效预压应力高，构件的抗裂性能好，且可以节约钢材，但如果控制应力过高，会出现以下问题： ①σcon越高，构件的开裂荷载与极限荷载越接近，使构件在破坏前无明显预兆，构件的延性较差。 ②在施工阶段会使构件的某些部位受到拉力甚至开裂，对后张法构件有可能造成端部混凝土局部受压破坏。 ③有时为了减少预应力损失，需对钢筋进行超张拉，由于钢材材质的不均匀，可能使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度，而使钢筋产生较大塑性变形或脆断，使施加的预应力达不到预期效果。 ④使预应力损失增大 。 σcon也不能定得过低，它应有下限值。否则预应力钢筋在经历各种预应力损失后，对混凝土产生的预压应力过小，达不到预期的抗裂效果。 先张法构件的σcon值适当高于后张法构件. 冷拉热轧钢筋塑性较好，有明显的流幅，以屈服强度作为标准值，故σcon定得高，冷拔低碳钢丝、钢绞线、热处理钢筋属于无明显流幅的钢筋，塑性差，且以极限抗拉强度作为标准值，故σcon定得低。 张拉控制应力大小的确定与预应力钢筋的品种和施加预应力的方法有关。 因为对预应力筋的张拉过程是在施工阶段进行的，同时张拉预应力筋也是对它进行的一次检验，所以表中[scon]是以预应力筋的标准强度给出的，且[scon]可不受抗拉强度设计值的限制。 在下列情况下， [scon]可提高0.05 fptk： ⑴ 为提高构件在施工阶段的抗裂性能，而在使用阶段受压区内设置的预应力筋； ⑵为部分抵消应力松弛、摩擦、分批张拉和温差产生预应力损失。 为避免scon的取值过低，影响预应力筋充分发挥作用，《规范》规定scon不应小于0.4 fptk。 ◆ 预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原因，预应力筋中应力会从scon逐步减少，并经过相当长的时间才会最终稳定下来，这种应力降低现象称为预应力损失。 ◆ 由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果。因此，预应力损失是预应力混凝土结构设计和施工中的一个关键的问题。 ◆ 过高或过低估计预应力损失，都会对结构的使用性能产生不利影响。 3、预应力损失 由于预应力是通过张拉预应力筋得到，凡是能使预应力筋产生缩短的因素，都将引起预应力损失，主要有： ◆ 锚固损失：锚具变形引起预应力筋的回缩、滑移 ◆ 摩擦损失：在预应力筋张拉过程中，后张法预应力筋与孔道壁之间的摩擦，先张法预应力筋与锚具之间以及折点处的摩擦，也会使张拉应力造成损失。 ◆ 混凝土的收缩和徐变引起的损失 ◆ 松弛损失：长度不变的预应力筋，在高应力的长期作用下会产生松弛，会引起预应力损失。 ◆ 温差损失：先张法中的热养护引起的温差损失 ◆ 弹性压缩损失：混凝土弹性压缩，后张法中后拉束对先张拉束造成的压缩变形而产生分批张拉损失等。 1）锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1 当为直线型预应力钢筋时 式中 a——张拉端