东大工程结构设计原理14预应力结构基本概念.pptVIP

工程结构设计原理 第70讲:预应力混凝土结构的原理 (1/16) 内容提要（1/1） 一、预应力混凝土的基本概念 二、预应力混凝土材料及锚夹具 三、张拉控制应力和预应力损失 四、预应力的传递和局部承压 五、本章要点 第70讲:预应力混凝土结构的原理 (2/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （1/5） 1、预应力的概念 （1）预应力：受荷载前预先对混凝土施加（压）应力 （2）工作原理：预压力可减少甚至抵消荷载产生的拉力 2 施加预应力的目的 （1）将混凝土变成弹性材料 ?预应力是改变混凝土性能的手段 ?无裂缝混凝土可用材料力学方法 （2）利于使用高强钢材 ?极限状态：承载力、裂缝、挠度 ?问题：钢筋混凝土结构不能充分利用高强钢筋！ （3）预加应力的目的是荷载平衡 预先施加与使用相反的荷载，抵消部分或全部外荷载 第70讲:预应力混凝土结构的原理 (3/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （2/5） 3、预加应力的效果 （1）预应力混凝土梁与钢筋混凝土梁的比较 ?裂缝及变形：裂缝迟、裂宽小；刚度大，反拱，挠度很小。 ?钢筋应力变化（工作机理） ?相同处：弯矩由钢筋和混凝土合力组成的力矩平衡 ?不同处：RC梁主要靠钢筋应力的增加,内力臂的变化不大 PC梁主要靠内力臂增加，预应力筋处于高应力 ?裂缝闭合：超载时可能开裂，但卸载后裂缝会闭合 ?预应力被克服后：没有本质的不同，承载力与RC相同 ?材料：预应力构件能较充分地利用高强材料 第70讲:预应力混凝土结构的原理 (4/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （3/5） （2）预应力混凝土结构的优点 ?不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展，提高结构的耐久性 ?合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土 ?提高结构或构件的刚度，使混凝土结构的应用范围扩大 ?施加预应力是对结构作了一次检验，有利于保证质量 ?重复荷载下的抗疲劳性能较好。 ?具有良好的裂缝闭合性能。 ?提高抗剪性能 第70讲:预应力混凝土结构的原理 (5/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （4/5） 4、预加应力的方法 （1）先张法 ?方法：在混凝土浇筑前张拉预应力筋 ?主要工序：张拉钢筋并临时锚固；制作构件；放松钢筋 ?预应力传递：通过预应力筋与混凝土之间的粘结力 （2）后张法 ?方法：直接在成型的构件上张拉预应力筋 ?主要工序： 制作构件并预留孔道；直接在构件上张拉；用锚具锚固 ?预应力传递：锚具等 第70讲:预应力混凝土结构的原理 (6/16) 一、预应力混凝土的基本概念 （5/5） 5、预应力混凝土分类 （1）按照预应力程度分 ? 全预应力混凝土 ?定义：在使用荷载作用下受拉区不出现拉应力 ?优点：抗裂性好、刚度大和抗疲劳性能好 ?缺点：费钢材；反拱大；预拉区开裂；延性差；施工费高 ?部分预应力混凝土 ?定义：在使用荷载作用下受拉区已出现拉应力或裂缝的 ?优点：克服全预应力构件的不足，可合理控制裂缝 （2）按照预应力筋与混凝土之间的粘结状态分 ?有粘结: 预应力筋沿全长与周围混凝土粘结 ?无粘结：预应力筋沿全长与混凝土不粘结、发生相对滑动 第70讲:预应力混凝土结构的原理 (7/16) 二、 预应力混凝土材料及锚夹具（1/1） 1 预应力混凝土材料 （1）混凝土：高强度 、低徐变 、低收缩 （2）预应力筋：高强度、低松驰、具有一定的塑性 （3）灌浆材料（一般采用纯水泥浆）：强度、 流动性 2、预应力混凝土结构的锚夹具 （1）锚具和夹具 ?夹具：能够重复使用的 ?锚具：留在构件上不再取下的 （2）几种预应力筋常用的锚具 ?群锚锚具 ?JM型锚具 ?螺丝端杆锚具 ?镦头锚具 ?弗式锚具 第70讲:预应力混凝土结构的原理 （1）  下一讲的主要内容 1、预应力的损失 2、局部承压的验算 第71讲：预应力混凝土结构的原理 (2) 上一讲的内容 1、预应力的概念和作用 2、预应力混凝土构件和非预应力混凝土构件的异同处 正常使用方面、承载力方面、材料利用方面等 3、预应力混凝土构件的分类 按照施工方法分、按照应力程度分、按照粘结状态分 第71讲：预应力混凝土结构的原理 (8/16) 三、张拉控制应力和预应力损失 （1/5） 1 张拉控制应力?con （1）定义：张拉设备控制的总张拉力除以预应力钢筋面积 （2）要求 ?不宜过低：使混凝土获得较高的预压应力 ?不宜过高：?构件开裂时的荷载与破获时的荷载接近 ?施工时(一束