第9章预应力混凝土.ppt

第9章　预应力混凝土构件 一.普通钢筋混凝土受弯构件的工作情况 ◆当混凝土受拉刚开裂时，钢筋拉应力约多大？ 混凝土的极限抗拉应变值大约为0.00015，则在开裂时钢筋应力值约为: σs=Esεs=Esεctu=2×105×0.00015=30N/mm2 ◆如果裂缝宽度为0.2mm，钢筋拉应力约多大？ 钢筋混凝土构件的一大缺点是不能采用高强度钢筋。与wmax对应的?s = 200MPa，而高强钢丝强度可达1600MPa以上 预应力混凝土定义 预应力混凝土指在混凝土构件承受外荷载之前，对其受拉区预先施加压应力 最早由法国工程师在20世纪30年代提出。思想起源于生活 预应力混凝土的工作原理 （1）工艺复杂，对施工技术要求高 （2）需要有专门设备 （3）预应力上拱度不易控制 （4）开工费用大 （5）延性稍差 裂缝控制等级较高的结构 大跨度或受力很大的结构 对刚度和变形要求较高的结构 9.1.3 张拉预应力的方法 张拉完锚固的钢铰线 先张法： 先张法构件是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的，适用于大批制作中小型构件，如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等 对锚具的要求： 后张法构件中由于锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失值按《混凝土结构设计规范》附录J计算 4. 预应力钢筋的应力松弛引起的损失?l4 减少σl5的措施有： 采用高强度等级水泥，减少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土； 采用级配较好的骨料，加强振捣，提高混凝土的密实性； 加强养护，以减少混凝土的收缩。 预应力混凝土轴心受拉构件 的设计计算 施工阶段预应力钢筋对构件施加的预压应力，先、后张法的计算公式形式相似，但先张法公式用构件的换算截面面积A0，后张法用构件的净截面面积An 使用阶段N0、Ncr、Nu的计算公形式相同，需注意A0的区别，先、后张法预应力损失不同， N0、Ncr不同 配筋一样的先张法、后张法的Nu相同 先张法预压应力 后张法预压应力 预应力混凝土构件和普通钢筋混凝土构件的应力状态比较 预应力混凝土构件从制作，使用到破坏阶段，预应力钢筋始终处于高应力状态，而混凝土在加载轴力N0前处于受压状态 预应力混凝土截面出现裂缝时，截面上混凝土的应力值为?pcII +ftk，而普通钢筋混凝土构件只有ftk。预应力混凝土构件的开裂承载力多了一个消压轴力。抗裂性能大大提高 构件开裂后，预应力混凝土构件和普通钢筋混凝土构件应力变化值相同，极限承载力相同 式中，Nu ––– 极限承载力。 (预应力的存在不能提高正截面承载力) Nu=fpy·Ap + fy·As 2. 后张法轴心受拉构件 (b)完成第一批损失 (c)完成第二批损失 (a)张拉预应力筋 1).施工阶段 ?pcI ?pcII ?con ?con 2）使用阶段 受力过程的三个特征点： N ? N0(?c =0) ? Ncr(?c =ftk) ? Nu(?p = fpy) (a)施加轴力前 (b)消压状态 (c)开裂轴力 (d)极限轴力 Nu N0 N0 Ncr Ncr Nu （+） （－） ?pcII 消压轴力 开裂轴力 极限轴力 式中，Nu ––– 极限承载力。 Nu=fpy·Ap + fy·As 先张法、后张法轴心受拉构件各阶段的应力状态及公式的表达有什么共同点和差异 想一想： 先、后张法轴心受拉构件的应力比较 先张法 后张法 施工阶段 使用阶段 完成第一批预应力损失 完成第二批预应力损失 N0=?pcII·A0 N0=?pcII·A0 Ncr= (ftk + ?pcII)A0 Ncr= (ftk + ?pcII)A0 Nu = fpy·Ap + fy ·As Nu = fpy·Ap + fy ·As 消压轴力 开裂轴力 极限轴力 锥塞式锚具 JM12锚具 混凝土： 强度高 收缩、徐变小 快硬、早强 9.1.5 预应力混凝土的材料 混凝土：混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30 钢筋：预应力钢筋宜采用预应力钢丝、钢铰线、预应力螺纹钢筋； 普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB300级钢筋。 9.1.5 预应力混凝土的材料 螺旋肋钢丝 螺纹钢筋 钢铰线 张拉控制应力?con ：预应力筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值 ?con：张拉预应力钢筋时，张拉设备上的测力仪表所指示的总张拉力除以预应力筋截面面积。 9.1.6 张拉控制应力 确定?con时考虑的因素 ?con 不能过低。 对混凝土施加的预压应力过小，不能有效提高预应力混凝土构件的抗裂度和