第九预应力混凝土构件.ppt

二、预应力混凝土的基本原理 在钢筋混凝土构件使用（承受使用荷载）以前预 先对混凝土受拉区施加压应力的结构称为预应力混凝 土结构。由此产生的预压应力可抵消部分或全部荷载 产生的拉应力。 三、预应力混凝土的优缺点 1、优点 ★抗裂性能提高，刚度增大（因推迟裂缝出 现）； ★充分利用材料强度，采用高强度混凝土和钢 筋； ★节约材料，减轻自重； ★提高抗剪性能、稳定性能、抗疲劳性能。 2、缺点 构造、计算和施工均比较复杂，延性较差。 一、根据制作不同 ⑴先张法预应力混凝土 先张法是制作预应力混凝土构件时，先张 拉预应力钢筋后浇注混凝土的一种方法。 ⑵后张法预应力混凝土 后张法是先浇注混凝土，待混凝土达到规 定的强度后再张拉预应力钢筋一种方法。 二、根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制 程度的不同 ⑴全预应力混凝土构件 在使用荷载作用下不允许截面上混凝土 出现拉应力，即全截面受压的构件； ⑵部分预应力混凝土构件 在使用荷载作用下，构件截面混凝土允许 出现拉应力或开裂，但对裂缝宽度加以限制。 三、根据施工方法不同 ⑴粘结预应力混凝土 指沿预应力筋全长均与周围混凝土粘结、 握裹在一起的预应力混凝土结构。 ⑵无粘结预应力混凝土 指预应力筋伸缩、滑动自由，不与周围 混凝土粘结的预应力混凝土结构。 预应力钢筋 9.1.4施加预应力的方法 一、先张法 ★预应力钢筋一般采用高强钢丝，直径较小的钢绞线及直径较小的冷拉钢筋，可获得较好的自锚力。 ★制作设备有台座，因承受预应力筋巨大的回弹力，故需要有足够的强度、刚度和稳定性；拉伸机；传力架夹具。 ★锚固方法：通过钢筋预混凝土的粘结力，其端头力比中央小。 ★优点：张拉工序简单、不需放置永久性锚具、可以批量生产。 ★缺点：需成批钢模，养护池，一次性投资大；适用于直线型面筋，对于曲线布置较困难 。 ★适用于中小型构件，大批量生产。 二、后张法 当混凝土强度 达到设计强度的 100%时，才可 张拉预应力钢筋。 在张拉钢筋 的同时压缩混凝 土，通过两端锚 具传递预应力。 ★当混凝土强度达到设计强度的100%时才可张拉钢筋。 ★锚固方法：通过两端锚具传递预应力。 ★优点：后张法直接在构件上张拉，可布置钢筋的形状多样 ；适用于现场制作，块体拼接，特殊结构。 ★缺点：永久性锚具量大;工序复杂，施工周期长，造价高。 ★适用于大中型构件，单独成型现场制作。 为了减少以上缺点，目前有一种方法——后 张法无粘结预应力施工技术。 有粘结预应力钢筋 9.2.4减少预应力损失的措施 ①选择变形小或预应力钢筋滑动小的的锚具夹具，尽量少用垫板，增加先张法台座长度，以减少 值； ②采用高标号水泥，减少水泥用量，降低水灰比；采用级配较好的混凝土加强振捣，提高混凝土密实性；加强养护，以减少 值； ③钢筋放张时混凝土的实际立方体强度值不能定得太低，并使得混凝土的预压应力 和 不大于0.5 ④对预应力钢筋进行超张拉，以减少钢筋应力松弛所引起的预应力损失； ⑤采用合适的施工工艺，如对预应力筋进行两端张拉； 加热养护采用“两阶段养护”，即先在常温下养护,使混凝土达到一定强度后，再升温至规定的温度下进行养护，从而可减少由温差和摩擦引起的预应力损失。 9.3预应力混凝土轴心受拉构件的计算 预应力混凝土的计算分两部分 一、使用阶段计算 ⑴承载力计算。对于预应力轴心受拉构件，应进行正 截面受拉承载力计算；对于预应力受弯构件，应进行 正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力计算。 ⑵裂缝控制验算。对于正常使用阶段不允许开裂的构 件，应进行抗裂验算；对于允许开裂的构件，则应进 行裂缝宽度验算。 ⑶变形验算。对预应力受弯构件，应进行挠度验算。 二、施工阶段验算 预应力混凝土构件在制作、运输和安装等施工过 程中，应对其承载力和抗裂性进行验算。 9.3.1预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 一、换算截面面积与净截面面积 预应力混凝土构件的钢筋包括预应力钢筋Ap和非 预应力钢筋As。预应力混凝土轴心受拉构件中，钢筋 一般对称布置，预应力钢筋位于构件中部。 ⑴换算截面面积Ao 换算截面指将钢筋和混凝土两种不同材料 组成的截面，根据应变相等原则换算成相应的 纯混凝土截面。 二、先张法构件⑴施工阶段 ①混凝土预压前，完成第一批损失 ②放松钢筋 放松钢筋，依靠钢筋与混凝土之间的粘结力，混 凝土受压缩短，钢筋也缩短。 ③混凝土受到预压应力，完成第二批损失 ⑵使用阶段 ①加荷至混凝土应力为零，混凝土受