第十二章 预应力混凝土的一般问题.ppt

12.1 预应力混凝土结构的概念及发展 钢筋混凝土存在的问题： 1. 裂缝难于控制，耐久性差； 2. 无法利用高强度钢材与混凝土，自重较大； 3. 变形过大。 预应力混凝土构件的概念： 在承受外荷载之前，人为地预先通过张拉钢筋对结构使用阶段产生拉应力的混凝土区域施加压力，构件承受外荷载后，此项预压应力将抵消一部分或全部由外荷载所引起的拉应力；从而推迟裂缝的出现和限制裂缝的开展。 我国预应力结构的发展 1954年，铁道部研制成第一根预应力混凝土枕梁； 1961年，建成56m的预应力混凝土系杆拱桥； 1980年，建成主跨174m的重庆长江大桥； 12.1.4 预应力混凝土结构的三种概念 预加应力的目的是将混凝土变成弹性材料 从防裂性出发 预加应力的目的是使高强度钢筋和混凝土共同工作 从极限抵抗破坏承载力计算出发 预加应力的目的是实现荷载平衡 从计算挠度方面出发，特别有利于理解曲线配筋和等代荷载 12.2 预应力混凝土的分类 国际预应力混凝土协会（FIP）分类 配筋混凝土按预应力大小划分四级。 Ⅰ级：全部荷载最不利组合下，正截面混凝土不出现拉应力 Ⅱ级：有限预应力，全部荷载最不利组合下，正截面混凝土允许出现拉应力，但拉应力不超过其抗拉强度（无裂缝） Ⅲ级：部分预应力，全部荷载最不利组合下，正截面混凝土允许出现开裂现象，但裂缝不得超过规定容许值。 我国＜公路桥规＞分类　 按照使用荷载下对截面拉应力控制要求的不同，预应力混凝土结构构件可分为三种． 12.3 预加力的方法与设备12.3.1预加应力的方法 12.4 预应力混凝土构件的材料 2.徐变收缩的影响及计算 混凝土的徐变变形 2.徐变收缩的影响及计算 混凝土的收缩变形 * * 第十二章 预应力混凝土结构的一般问题 预应力混凝土结构的概念及发展 预应力混凝土构件分类 预加力的实施方法 预应力混凝土构件的材料与锚具 12.1.1 预应力混凝土的概念 预应力混凝土结构受力示意图 日常生活中有许多应用预应力的例子 预应力混凝土构件的受力特征 提高了构件的抗裂性； 预应力的大小可根据需要调整。 在使用荷载下，预应力混凝土构件基本处于弹性工作阶段(未裂)。 施加预应力对构件的正截面承载力无明显影响。 主要优点： 与普通混凝土结构相比, ①提高构件的抗裂度，改善了构件的受力性能。因此 适用于对裂缝要求严格的结构； ②由于采用了高强度混凝土和钢筋，从而节省材料和减轻结构自重，因此适用于跨度大或承受重型荷载的构件； ③提高了构件的刚度，减少构件的变形，因此适用于对构件的刚度和变形控制较高的结构构件； ④提高了结构或构件的耐久性、耐疲劳性和抗震能力。 主要缺点： ①需要增设施加预应力的设备； ②制作技术要求较高； ③施工周期较长。 12.1.2 预应力混凝土结构的优缺点 1886年，美，P. H. Jackson 获得用钢筋对混凝土拱进行张拉以制作楼板的专利 1888年，德，W. Dohrung, 将张拉力为60MPa钢筋浇注于混凝土中，但未获得理想预应力; 1906年，德，B.K..Wettesein,用绷紧的琴弦试制成预应力薄板，是第一个用高强度钢材试制成预应力混凝土的人 1923年，美，R. H. Dill，发文认为预应力混凝土必须采用高强度钢材 1928年，法，E. Freyssinet，用大于400MPa应力的钢筋施加预应力获得成功，研究了混凝土徐变收缩性能，建立了第一座预应力混凝土工厂，1941年建造了第一座预应力混凝土桥，研制了弗式锚具及千斤顶 二战后，预应力混凝土桥发展迅速，各种锚具相继研制成功。预应力桥梁跨径不断增大。 12.1.3 预应力混凝土结构的发展 世界预应力结构的发展 ① 预应力度的定义 　　预应力度定义为消压弯矩与短期效应组合作用下的弯矩之比． ②全预应混凝土　　 　 λ=1—全预应力混凝土，是指在各种荷载组合下构件截面上均不允许出现拉应力的预应力混凝土构件。大致相当于裂缝控制等级为一级的构件。 ③部分预应力混凝土 0λ1—部分预应力混凝土，是按在短期荷载作用下，容许混凝土承受某一规定拉应力值或开裂。分为A类构件、B类构件，相当于FIP中的有限预应力和部分预应力。 ④钢筋混凝土 λ=0，无预应力构件 特点比较 全预应力构件具有抗裂性和抗疲劳性好、刚度大等优点，但也存在构件反拱值过大，延性差，预应力钢筋配筋量大，施加预应力工艺复杂、费用高等主要缺点