浅谈预应力溷凝土中高强材料的作用问题及其在当今工程中的应用情况..doc

浅谈预应力混凝土中高强材料的作用问题 及其在当今工程中的应用情况 摘要：介绍预应力混凝土中高强材料的使用种类。在普通混凝土中使用高强材料由于为了控制裂缝宽度等正常使用极限状态，无法使高强材料发挥强度，之所以高强材料能在预应力混凝土中得到更好的应用，原因就在于通过张拉钢筋的方式给混凝土加上了预压应力，延时了它的开裂，使大多数不允许存在裂缝的结构体系中的高强材料（钢筋、砼）能力得到充分的发挥。预应力混凝土自1949年首次应用于工程后，在现代工程中的使用日益广泛，并将具有更广阔的前景。　　关键词：预应力混凝土，高强材料，充分发挥，广泛利用　　　　0引言　　钢筋混凝土受拉与受弯等构件，由于混凝土的抗拉强度及极限拉应变值都很低，其极限拉应变约为0.1*10-3~0.15*10-3,即每米只能拉长0.1~0.15mm，所以在使用荷载作用下，通常是带裂缝工作的，因而对使用上不允许开裂的构件，受拉钢筋的应力不能充分利用其强度。　　为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋和高强度混凝土，可以设法在结构构件受荷载作用前，通过预加外力，使它受到预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而使结构构件截面的拉应力不大，甚至处于受压状态，已达到控制受拉混凝土不过早开裂的目的，这就是预应力混凝土的主要作用。从制作到使用过程中钢筋实现的，钢筋一直处于高拉应力状态，同时还存在预应力损失，所以钢筋强度要高；制作过程中，预压区的混凝土受到比较的压应力，所以混凝土强度也必须要高；预应力结构采用大跨度结构为了减轻自重，减小截面尺寸，也必然采用高强材料。　　1?常用高强材料类型　　1.1?预应力钢丝：　　镀锌钢丝、不锈钢丝、弹簧钢丝、预应力混凝土用钢丝、冷镦钢丝、胎圈用钢丝、焊用钢丝、合金工具钢丝、铝包钢丝、钢丝网架夹芯板、混凝土用钢纤维、锌铝合金镀层钢丝、异型钢丝、扁钢丝、六角钢丝、乐器用钢丝、合金钢丝、梯形钢丝、建筑缆索用钢丝等；　　1.2预应力钢绞线：　　镀锌钢绞线（1×3、1×7、1×19），预应力混凝土用钢绞线（1×2、1×3、1×7），铝包钢绞线（1×3，1×7，1×19，1×37），锌铝稀土合金镀层钢绞线等；　　1.3预应力锚具：　　双耳内旋锚具、热铸IV型锚具、扁型联接器、环型锚具、锚具夹片及其联接环、衬套锚具、张拉锚具、张拉端锚具、固定端锚具、波纹管、多孔连接器、工作锚板等；　　1.4钢丝、钢绞线生产设备：　　拉丝机、复绕机、管绞机、成缆机、叉绞机、稳定化机组、钢丝表面处理生产线等；　　1.5混凝土要求：　　预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。　　2高强材料在预应力混凝土中的作用　　2.1一般不在普通混凝土中使用高强材料的原因　　普通混凝土的极限拉应变很小,导致受拉区混泥土过早开裂,裂缝中出现的受拉钢筋应力20~40N/MM,如果采用高强度钢筋,使用荷载下钢筋工作应力将提高很多,挠度和裂缝宽度已远远超过允许限值,显然在钢筋混泥土受弯构件中用高强度钢筋是不合理的。它不能满足使用功能的要求。如果把配筋面积增大到符合变形和裂缝控制的要求,则钢筋强度将得不到充分利用。　　2.2高强材料在预应力混凝土中的作用　　在预应力混泥土构件中,预应力筋和预拉应力在施工和使用阶段,由于种种原因会使预应力损失,为了在扣除预应力损失以后,仍保留足够的预应力值,需要采用较高张拉应力,施加使用荷载后预应力筋的应力还将进一步增加,因此预应力筋需具有较高的强度,必须采用高强度钢筋.之所以高强材料能在预应力混凝土中得到更好的应用，原因就在于通过张拉钢筋（先张后张）的方式给混凝土加上了预压应力，延时了它的开裂，使大多数不允许存在裂缝的结构体系中的高强材料（钢筋、砼）能力得到充分的发挥。　　3预应力混凝土在当今工程中的应用　　远在1949年,在费城修建美国第一座较重要的预应力混凝土结构—胡桃道大桥，这座桥可以说拉开了预应力混凝土在当今土建工程中应用的序幕。 　　图1美国胡桃道大桥（1951年建成）　　预应力混凝土技术经过半个世纪的发展，目前在世界各国范围内普遍应用的一项新技术。预应力技术使用的范围和数量，已成为衡量一个国家建筑技术水平的重要标志之一。它已经由以往的单层、多层房屋、公路、铁路桥梁、轨枕、电杆、压力水管、储罐、水塔等的应用扩大到高层建筑、地下建筑、高耸结构、水木结构、海洋结构、机场跑道、核电站压力容器及大吨位船舶等方面，且已越来越被广大工程技术人员所接受。预应力混凝土已广泛地应用于工业与民用建筑及交通运输建筑中.例如预应力空心楼板,冂形屋面板,屋面大梁,屋架,吊车梁,预应力桥梁,铁路轨枕等已大量采用.在水工建筑中也已用来修