五章预应力混凝土工程.pptVIP

预应力混凝土：预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用；它是在结构构件承受使用荷载之前，在构件的受拉区域张拉钢筋，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区域的混凝土预先施加压力，产生预压应力，使混凝土结构在作用状态下充分发挥钢筋抗拉强度高和混凝土抗压能力强的特点，可以提高构件的承载能力。 当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土，叫做预应力混凝土。 施加预加应力的方法主要有：先张法、后张法、后张自锚法、电热法和自张法等。 为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。 当采用冷拉HRB335、HRB400钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30； 当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。 5.1概述 预应力结构的定义???? 预应力结构可以定义为：在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用性能的这种结构形式称之为预应力结构。  预应力混凝土结构? ?预应力结构具有如下的一些特点： 改善结构的使用性能，提高结构的耐久性； 减小构件截面高度，减轻自重； 充分利用高强钢材； 具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能；提高抗剪承载力； 提高抗疲劳强度； 具有良好的经济性。 混凝土? ?在预应力混凝土结构中所采用的混凝土应具有高强、轻质和高耐久性的性质。一般要求混凝土的强度等级不低于C30。目前，我国在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50~C60的高强混凝土，最高混凝土强度等级已达到C80，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。国外混凝土的平均抗压强度每10年提高5~10MPa，现已出现抗压强度高达200MPa的混凝土。  预应力钢筋 预应力筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。 ???对预应力筋的基本要求是高强度、较好的塑性以及较好的粘结性能。 预应力钢筋种类 （1）高强钢筋——冷拉热轧低合金钢筋 热处理低合金钢筋 （2）高强钢丝 ——冷拉和矫直回火两种，按外形分为光面、刻痕和螺旋肋三种。常用的高强钢丝的直径（mm）有： 4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0等几种。 （3）钢绞线 ：是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合（图4-4），再经低温回火处理即可。  （4）无粘结预应力筋 ——是一种在施加预应力后沿全长与周围混凝土不粘结的预应力筋，它由预应力钢材、涂料层和包裹层组成（图4-5）。 图6-38??无粘结预应力筋  锚具、夹具及连接器? ?预应力筋用的锚具是在后张法预应力混凝土结构或构件中，为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置。 夹具则是在先张法预应力混凝土构件施工时，为保持预应力筋的拉力并将其固定在生产台座（或设备）上的临时性锚固装置；或在后张法预应力混凝土结构或构件施工时，在张拉千斤顶或设备上夹持预应力筋的临时性锚固装置。?? ?连接器是用于连接预应力筋的装置。此外还有预应力筋与锚具等组合装配而成的受力单元，如预应力筋-锚具组装件、预应力筋-夹具组装件、预应力筋-连接器组装件等。 锚具 锚具的性能要求： 在预应力筋强度等级已确定的条件下，预应力筋-锚具组装件的静载锚固性能试验结果，应同时满足锚具效率系数（ηa）等于或大于0.95和预应力筋总应变（εapu）等于或大于2.0%两项要求。 锚具的静载锚固性能，应由预应力筋-锚具组装件静载试验测定的锚具效率系数（ηa）和达到实测极限拉力时组装件受力长度的总应变（εapu）确定。锚具效率系数（ηa）应按下式计算： ① 台墩 台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。 承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于1.5，抗滑移系数不得小于1.3。 抗倾覆验算的计算简图如图5.3所示，按下式计算： 　 式中：K0 —台座的抗倾覆安全系数； 　　 M —由张拉力产生的倾覆力矩，kN·m；M=T·e 　　 e — 张拉合力T的作用点到倾覆转动点o的力臂，m； 　　 M’－抗倾覆力矩，kN·m。 如忽略土压力，则 　　　　 M’=G1.l1+G2.l2　 抗滑移能力按下式验算： 　式中 Ke —抗滑移安全系数； T —张拉力合力，kN； T1 —抗滑移的力，kN；对于独立的台墩，由侧壁上压力和底