第09篇预应力混凝土构件.ppt

第9章 预应力混凝土构件 9.1 预应力混凝土概述 9.2 预应力施工工艺 9.3 张拉控制应力与预应力损失 9.4 预应力混凝土轴心受拉构件计算 9.1 预应力混凝土概述 一、预应力的概念 定义 预加应力 人为引进的按一定规律分布的应力 作用 抵消工作拉应力 或抵消工作压应力 预应力在生活中的应用 木桶用箍套紧，预压应力 二、预应力混凝土 钢筋混凝土的缺陷 带裂缝工作构件，应用受限制 耐久性要求限制裂缝宽度 预应力混凝土应需而生 解决钢筋混凝土的缺陷而出现 1886年美国人杰克逊提出思路 1928年法国人弗雷西奈获得成功 借助混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉能力的不足 预应力混凝土的定义 美国混凝土协会：预应力混凝土是根据需要人为地引入某一分布与数值的内应力，用以全部或部分抵消外荷载应力的一种加筋混凝土 中国《建筑材料术语标准》JGJ/T 191-2009：由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土 预应力的产生 张拉预应力筋，预应力筋受拉 预应力筋回缩时受到混凝土的约束 预应力筋和砼之间通过黏结或承压方式传力 预应力筋受拉，混凝土受压 预应力混凝土对材料的要求 混凝土 强度高：减小截面尺寸、减小自重 收缩、徐变小：减少预应力损失 快硬、早强：施工进度 强度等级不宜低于C40、且不应低于C30 预应力筋（钢丝、钢绞线、预应力螺纹钢筋） 强度高：钢筋受拉，抗拉强度要高 具有一定的塑性：避免脆性破坏 具有良好的加工性能：可焊、镦粗 与混凝土之间良好的黏结强度（有黏结） 三、受拉构件预应力的基本原理 工作前轴心受压 施加轴心压力 混凝土均匀压应力 使用荷载作用 外加轴向拉力 拉应力均匀分布 叠加结果 全截面受压 不受力（零应力） 受拉，但拉应力很小 四、受弯构件预应力的基本原理 使用前偏心受压 截面全部受压 或大部分受压 使用荷载作用 混凝土弹性状态 弯曲应力线性分布 叠加结果 全截面受压，压应力梯形分布 全截面受压，压应力三角形分布 截面存在受拉区，但拉应力减小 五、预应力混凝土受力特点 抗裂性能和刚度提高 使用荷载下拉应力下降或不出现拉应力 反拱可部分抵消荷载挠度，刚度提高 预应力大小可根据需要调整 人为施加的预应力 大小可根据抗裂性能和挠度而调整 预应力混凝土处于弹性阶段工作 构件在工作时多处于弹性阶段 应力计算可采用换算面积法，按单一材料对待，即可利用材料力学公式 对承载力的影响 施加预应力对正截面承载力无明显影响 对斜截面受剪承载力有一定的好处 一、预应力混凝土分类 裂缝控制分类 全预应力混凝土 有限预应力混凝土 部分预应力混凝土 黏结方式分类 有黏结预应力混凝土：依靠预应力筋和混凝土之间的黏结强度传力或部分传力 无黏结预应力混凝土：预应力筋和混凝土不直接接触 施工方法分类 先张法预应力混凝土：先张拉预应力筋，后浇筑混凝土 后张法预应力混凝土：先浇筑混凝土，后张拉预应力筋 中国土木工程学会定量方法分类 二、预应力混凝土结构的特点 预应力混凝土结构的优点 抗裂性能较好、刚度较大 耐久性较好 节约材料，减轻自重 抗剪承载力高 抗疲劳能力强 提高工程质量 预应力混凝土结构的缺点 工艺复杂 需要专门设备 三、预应力混凝土的应用 应用领域 房屋建筑 桥梁工程 基础工程 应用实例 预制构件 现浇构件 9.1.3 预应力混凝土构件的 构造要求 一、先张法构件的构造要求 预应力筋净间距 不小于公称直径的2.5倍和混凝土粗骨料最大粒径的1.25倍 且应符合下列规定： 端部加强措施 单根配置的预应力筋，其端部宜设螺旋筋 分散的多根预应力筋，在端部10d且不小于100mm长度范围内，宜设3~5片与预应力筋垂直的钢筋网片 采用预应力钢丝配筋的薄板，在板端100mm长度范围内宜适当加密横向钢筋 槽形板类构件，应在构件端部100mm长度范围内沿构件板面设置附加横向构造钢筋，其数量不应少于2根 二、后张法构件的构造要求 预留孔道要求 预制构件，孔道之间的净间距不宜小于50mm，且不宜小于粗骨料粒径的1.25倍；孔道至构件边缘的距离不宜小于30mm，且不宜小于孔道直径的50% 现浇混凝土梁中预留孔道在竖直 方向的净间距不应小于孔道外径， 水平方向的净间距不宜小于1.5倍 孔道外径，且不应小于粗骨料粒 的1.25倍；从孔道外至构件边缘的净距离， 梁底不宜小于50mm，梁侧不宜小于40mm，裂缝控制等级为三级的梁，梁底、梁侧分别不宜小于60mm和50mm 预留孔道外径应比穿孔连接器外径大6mm~15mm，且孔道的截面积宜为穿入预应力钢丝束或钢绞线束截面积的3.0~4.0倍 预留孔道可水平并列贴紧布置，但并排的