第八章 预应力混凝土结构 [兼容模式].pdf

第八章 预应力混凝土结构 第一节概述 一、预应力混凝土的概念 钢筋砼在土木工程中应用广泛，具有很多优点，但抗拉强度 低、极限拉应变小，导致钢筋砼存在自身难以克服的缺点： 1.使用荷载作用下受拉区开裂，结构刚度下降； 2.不能充分利用高强钢筋；钢筋应力大，裂缝宽度大 3.钢筋砼难以应用在大跨度结构上：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。 为克服钢筋砼的缺点，可以在构件承受荷载之前施加预应力。 1 预应力－结构承受荷载前预先施加的永久性内应力，如木桶。 2 二、预应力砼结构的优缺点 优点： （1）构 抗裂性好，刚度大。 在使用荷载作用下，构 不出现裂缝或推迟出现，刚度提高，耐久性增强。 （2 ）节省材料，减少自重。 采用高强度材料，钢筋用量少，截面尺寸小。 （3 ）剪力、主拉应力小 曲线束减小剪力，预压应力减小主拉应力。 （4 ）结构安全，质量可靠 施加预应力， 束及砼都将经历一次强度检验。 （5 ）疲劳性能好 砼全截面工作，应力幅小。 3 缺点： （1）工艺复杂，质量要求高，需配备专业队伍； （2 ）需专门设备，如张拉机具、灌浆设备； （3 ）预应力反拱不易控制，随砼徐变增大，影响使用效 果； （4 ）开工费用大，跨径小、构件数量少，成本高。 但是，以上缺点是可以设法克服的。例如，在用于跨径较 大的结构，或跨径不大但构件数量很大时，采用预应力砼就 比较经济。 三、预应力砼结构的发展 1866年美国工程师杰克 及1888年德国的道克林把预应力 用于砼结构，但最初的应用并不成功，低值的预应力(124MPa) 很快在砼的收缩徐变后丧失。 预应力砼进入实用阶段归功于法国工程师弗莱西奈 (E.Freyssinet)，他提出了预应力砼必须采用高强度材料。 第二次世界大战后，由于 材紧缺，预应力砼大量代替 结构以修复战争破坏的结构，预应力砼技术得到蓬勃发展。我 国一直到20世纪50年代才发展起来。 预应力砼技术在桥梁工程中发展最快，和材料、结构体系、 施工工艺等创新密切联系在一起，它们相互促进不断发展。 4 第二节预应力砼结构设计的基础知识 一、预应力砼构件的分类 （一）按施加预应力的方法分 1.先张法 张拉预应力钢筋在浇注砼之前进行。 先张法工艺： （1）制作台座，预应力钢筋就位 （2 ）张拉预应力钢筋 在台座上用千斤顶张拉预应力筋至控制应力，并用锚 具临时锚固于台座。 （3 ）浇注混凝土 一般采用蒸汽养护。 （4 ）放张预压 砼强度达到设计强度75% 以上时，放松预应力筋，切断 预应力筋，钢筋回缩通过粘结应力挤压砼，使砼获得预压力。 5 2.后张法 张拉预应力钢筋在浇注砼之后进行。 后张法工艺： （1）制作构 、预留孔道 立模、预埋孔道、浇注砼及养护。 （2 ）穿筋张拉 砼强度达到设计强度75% 以上时，穿入预应力筋用 千斤顶张拉至控制应力。 （3 ）锚固预应力筋 张拉完毕，在张拉端用锚具锚住钢筋。