-混凝土结构设计原理第9章预应力混凝土构件.ppt

主要内容： 　　预应力混凝土的概念及其与普通钢筋混凝土的区别 　　预应力混凝土构件（包括轴心受拉、受弯构件）设计 　　构造要求 重点： 　　预应力混凝土的基本概念 　　各项预应力损失的意义、计算方法、减小措施 　　预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力状态、设计计算方法 1　 一般概念 预应力混凝土（prestressed concrete）是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。这种预压应力可以部分或全部抵消外荷载产生的拉应力，因而可减少甚至避免裂缝的出现。 2　 施加预应力的方法 通常通过机械张拉钢筋给混凝土施加预应力。按照施工工艺的不同，可分为先张法和后张法两种。 　先张法 在浇灌混凝土之前张拉预应力钢筋，故称为先张法（pretensioning type）。可采用台座长线张拉或钢模短线张拉。 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。此方法适用于在预制厂大批制作中、小型构件，如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等。 9.６ 预应力混凝土构件的构造要求 第九章 预应力混凝土构件 1　先张法构件 　　多根相同直径钢丝并筋配筋：并筋的等效直径，对双并筋应取为单筋直径的1.4倍，对三并筋应取为单筋直径的1.7倍。并筋的保护层厚度、锚固长度、预应力传递长度及正常使用极限状态验算均应按等效直径考虑。当预应力钢绞线、热处理钢筋采用并筋方式时，应有可靠的构造措施。 　　先张法预应力钢筋之间的净间距 ：不应小于其公称直径或等效直径的1.5倍，且应符合下列规定：对热处理钢筋及钢丝，不应小于15mm；对三股钢绞线，不应小于20mm；对七股钢绞线，不应小于25mm。 9.６ 预应力混凝土构件的构造要求 第九章 预应力混凝土构件 　　对先张法预应力钢筋端部周围的混凝土应采取加强措施，以防止放松预应力钢筋时，端部产生劈裂缝。 　　（1）对单根配置的预应力钢筋，其端部宜设置长度不小于150mm且不少于4圈的螺旋筋；当有可靠经验时，亦可利用支座垫板上的插筋代替螺旋筋，但插筋数量不应少于4根，其长度不宜小于120mm； 　　（2）对分散布置的多根预应力钢筋，在构件端部10（为预应力钢筋的公称直径）范围内应设置3～5片与预应力钢筋垂直的钢筋网； 　　（3）对采用预应力钢丝配筋的薄板，在板端100mm范围内应适当加密横向钢筋。 9.６ 预应力混凝土构件的构造要求 第九章 预应力混凝土构件 　　槽形板类构件，应在构件端部100mm范围内沿构件板面设置附加横向钢筋，其数量不应少于2根。 　　预制肋形板，宜设置加强其整体性和横向刚度的横肋。端横肋的受力钢筋应弯入纵肋内。当采用先张长线法生产有端横肋的预应力混凝土肋形板时，应在设计和制作上采取防止放张预应力时端横肋产生裂缝的有效措施。 　　直线配筋的先张法构件,当构件端部与下部支承结构焊接时,应考虑混凝土收缩、徐变及温度变化所产生的不利影响，宜在构件端部可能产生裂缝的部位设置足够的非预应力纵向构造钢筋。 第九章 预应力混凝土构件 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 平衡条件为 代入可得 上式可作为使用阶段对构件进行抗裂验算的依据。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　加荷直至构件破坏 贯通裂缝截面相应的轴向拉力极限值（即极限承载力），如图所示。 极限状态 由平衡条件可得 上式可作为使用阶段对构件进行承载能力极限状态计算的依据。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 2　 后张法轴心受拉构件 　　 施工阶段 应力图形如图所示，构件任一截面各部分应力亦为自平衡体系。 后张法构件截面预应力 平衡方程为 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　 在构件上张拉预应力钢筋至 ，同时压缩混凝土 代入平衡方程可解得 当 （张拉端）时， 达最大值，即 上式可作为施工阶段对构件进行承载力验算的依据。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　 完成第一批预应力损失 代入平衡方程解得 这里的 用于计算 。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土构件 　　 完成第二批预应力损失 代入平衡方程，可解得 即为后张法构件中最终建立的混凝土有效预压应力。 9.3 预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析 第九章 预应力混凝土