09预应力混凝土构件.ppt

◆ 在张拉预应力筋对构件施加预应力时，张拉设备（千斤顶油压表）所控制的总张拉力Np,con除以预应力筋面积Ap得到的应力称为张拉控制应力scon。 ◆ 它是预应力筋在在构件受荷以前所经受的最大应力。 ◆ 张拉控制应力scon取值越高，预应力筋对混凝土的预压作用越大，可以使预应力筋充分发挥作用。 ◆ 但scon取值过高，可能会在张拉时引起破断事故，产生过大应力松弛。因此，《规范》规定了张拉控制应力限值[scon]。 9.4 张拉控制应力和预应力损失 《建筑结构》 第九章 预应力混凝土构件 一、钢筋混凝土的缺欠 跨度为5.2m的简支梁，截面尺寸为200×450mm2，作用均布活荷载标准值qk=10kN/m，均布恒荷载gk=5kN/m。 9.1 预应力混凝土的概念 ★ 产生上述问题原因主要是因为混凝土的抗拉强度太低，导致受拉区混凝土过早开裂，截面抗弯刚度显著降低。 ★ 钢筋混凝土梁应用于大跨度结构时，如为增加刚度而加大截面尺寸，会导致自重进一步增大，形成恶性循环。 ★ 如增加钢筋来提高刚度，则钢材的强度得不到充分利用，造成浪费。 ★ 采用高强钢筋，按正截面承载力要求可减少配筋，截面抗弯刚度基本与配筋面积成比例降低，故挠度变形控制难以满足。 ★ 裂缝宽度与钢筋应力基本成正比，一般Ms=(0.6~0.8)My，如配筋按正截面承载力计算，Ms下sss=(0.5~0.7)fy。对于Ⅱ级钢筋，fy =300MPa，sss=150~210MPa，裂缝宽度已达(0.15~ 0.25) mm。如采用Ⅵ级高强钢筋，fy=580MPa，则sss= 290 ~406 MPa，裂缝宽度已远远超过容许限值。 二、预应力的基本概念 由于预加应力spc较大，受拉边缘仍处于受压状态，不会出现开裂； 受拉边缘应力虽然受拉，但拉应力小于混凝土的抗拉强度，一般不会出现开裂； 受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度，虽然会产生裂缝，但比钢筋混凝土构件（Np =0）的开裂明显推迟，裂缝宽度也显著减小。 先张法 9.2 施加预应力的方法 后张法 后张法 无粘结预应力混凝土 ★锚具的可靠性 ★高强钢丝的可靠度 ★一定要有非预应力筋 一、截面应力计算 9.3 预应力混凝土的基本受力分析 二、截面受力特点 受荷以前 受荷以后 预应力混凝土受弯构件是依靠内力臂的变化来抵抗外弯矩的作用，在受力过程中预应力筋一直承受较大的拉力Np，而截面混凝土则一直主要承受压力C。 钢筋混凝土受弯构件开裂后，内力臂基本保持不变，而钢筋拉力T和压区混凝土的压力C随弯矩增长而不断增大。 预应力混凝土的这种受力特点，充分利用了钢筋抗拉强度和混凝土抗压强度高特性，可以使得高强度材料强度高的性能得以发挥。 三、平衡荷载概念 取 r 当w=gk时，曲线预应力筋对混凝土产生横向分布压力恰好抵消梁均布恒荷载gk。 按这种方法设计的预应力混凝土结构称为平衡荷载法。 一、预应力钢筋 ◆ 预应力钢筋的强度越高越好。 ◆ 而且在预应力混凝土制作和使用过程中，由于种种原因，预应力筋中预先施加的张拉应力会产生损失，因此，为使得扣除应力损失后仍具有较高的张拉应力，也必须使用高强钢筋（丝）作预应力筋。 ◆ 为避免在超载情况下发生脆性破断，预应力筋还必须具有一定的塑性。同时还要求具有良好的加工性能，以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求。 ◆ 对钢丝类预应力筋，还要求具有低松弛性和与混凝土良好的粘结性能，通常采用‘刻痕’或‘压波’方法来提高与混凝土粘结强度。 9.4 预应力混凝土的材料及锚夹具 1、冷拉低合金钢筋 ◆ 通常将Ⅳ级热轧钢筋经冷拉后作为预应力筋，抗拉强度可达580MPa。 ◆ 为解决粗直径钢筋的连接问题，钢筋表面轧制成不带纵向肋的精制螺纹，可用套筒直接连接。 ◆ 但随着近年来高强钢丝和钢绞线的大量生产，这种预应力筋的应用已很少。 2、中高强钢丝 中高强钢丝是采用优质碳素钢盘条，经过几次冷拔后得到。 中强钢丝的为800~1200MPa， 高强钢丝的强度为1470~1860MPa。 钢丝直径为3~9mm。 为增加与混凝土粘结强度，钢丝表面可采用‘刻痕’或‘压波’，也可制成螺旋肋。 刻痕钢丝 螺旋肋钢丝 消除应力钢丝：钢丝经冷拔后，存在有较大的内应力，一般都需要采用低温回火处理来消除内应力。消除应力钢丝的比例极限、条件屈服强度和弹性模量均比消除应力前有所提高，塑性也有所改善。 3、钢绞线 钢绞线是用2、3、7股高强钢丝扭结而成的一种高强预应力筋，其中以7股钢绞线应用最多。7股钢绞线的公称直径为9.5~15.2 mm，通常用于无粘结预应力筋，强度可高达1860MPa。2股和3股钢绞线用途不广，仅用于某些先张法构件，以提高与混凝土的粘结强度。 无粘结预应力束 4、热处理钢筋 用热轧中碳低合金钢经过调质热处理后制成的高强度钢筋，直径为