第7章预应力混凝土构件.ppt

第七章预应力混凝土构件 第一节预应力混凝土基本知识 第二节预应力的施加 第三节预应力混凝土轴心受拉构件计算 第四节预应力损失值计算 第五节预应力混凝土构件的构造措施 第一节预应力混凝土基本知识 什么是预应力混凝土？ 预应力混凝土结构是指：在结构构件受外荷载作用之前，通过张拉钢筋，利用钢筋的回弹，人为地对受拉区的混凝土施加压力，由此产生的预压应力用以减少或抵消由外荷载作用下所产生的混凝土拉应力，使结构构件的拉应力减小，甚至处于受压状态，从而延缓混凝土开裂或使构件不开裂。 实际上，预应力混凝土是借助于其较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，通过调整预应力的大小来达到使构件不开裂或推迟混凝土开裂，以及减小裂缝宽度的目的。 第一节预应力混凝土基本知识 一、预应力混凝土的分类 预应力混凝土可按制作、构件中预加应力大小的 程度、施工方式的不同来划分。 (1)按制作划分可分为先张法预应力混凝土和后张 法预应力混凝土。 先张法：先张拉预应力钢筋，后浇筑混凝土； 后张法：先建筑混凝土，待混凝土达到规定强度 后再张拉钢筋。 (2)按构件中预加应力大小的程度可划分为全预应 力和部分预应力法。 全预应力：在预应力以及使用荷载的作用下， 构件截面混凝土不出现拉应力，即为全截面受压。 部分预应力：构件截面混凝土允许出现拉应力 或开裂，即只有部分截面受压。分A类B类 A类：使用荷载作用下，构件预压区混凝土正截 面的拉应力不超过规定的允许值； B类：拉应力允许超过规定限值，但裂缝出现 时，其宽度不超过容许值。 (3)按施工方式可划分为有黏结预应力混凝土和无 黏结预应力混凝土。 有黏结预应力混凝土：沿预应力筋全长其周围均 与混凝土黏结、握裹在一起的预应力混凝土。 （先张法或预留孔洞灌浆的后张法） 无黏结预应力混凝土：预应力钢筋伸缩、滑动自 由，不与周围混凝土黏结。预应力钢筋表面涂有防 锈材料，外套防老化的塑料管，防止与混凝土黏结。 （后张法相结合） 第一节预应力混凝土基本知识 二、预应力混凝土的原理及特点 1.预应力混凝土的原理（原因） (1) 通过张拉预应力筋的回弹挤压，使混凝土截 面受到内压力，以便局部或全部抵消使用荷载应力。 预应力可以改善结构构件的裂缝和变形性能。在使 用前预先施加的永久性内应力，以及钢材中的拉应 力与混凝土中的压应力组成一个自平衡系统。 (2)推动采用预应力混凝土的主要优点是节约材料。 预应力钢材的抗拉强度约为普通钢筋的4倍，但价格 则不到普通钢筋的4倍，是更经济的材料。 第一节预应力混凝土基本知识 (3)预应力不能提高混凝土构件的强度。预应力构 件常使用高强混凝土，这些构件承载力的提高得益 于高强混凝土，而不是预加应力。 (4)通过消除使用荷载下形成的多数裂缝，预加应力能大大改善混凝土构件的耐久性。 (5)预应力在控制混凝土构件的挠度方面是很有用的。因为它产生与荷载挠度反向的挠度。与同样尺寸的非预应力构件相比，预应力使总挠度显著减小。 第一节预应力混凝土基本知识 2.超静定预应力混凝土结构的特点 (1)优点: 1)超静定结构的跨中和支座处的弯矩分布相对较均匀，结构中最大弯矩较小，因而可减小构件截面尺寸，减轻结构自重。 2)超静定结构会产生内力重分布，因而能承担更大的荷载。 3)超静定结构的挠度较小。 4)预应力混凝土框架节点采用刚接，将增加结构的刚性和稳定性。 第一节预应力混凝土基本知识 5)预应力钢筋在后张法预应力混凝土连续梁或 框架梁中可连续布置，同一束预应力钢筋既能抵抗 跨中弯矩，又能抵抗支座弯矩，进一步节约了钢材并可减少锚具用量。 (2)缺点: 1)在多跨连续结构中，通常预应力钢筋随弯矩图 连续多跨布置，将导致较大的预应力摩擦损失。 2)由于温度、徐变及地基不均匀沉降等因素的影 响，超静定结构中将产生一定的，有时是相当大的 超静定内力。 第一节预应力混凝土基本知识 3)超静定预应力混凝土结构计算较为麻烦，除了需计算由外荷载所产生的内力之外，还需计算由预应力产生的附加内力。 4)施工难度大。 3.部分预应力结构的特点 (1)相同配筋率、不同预应力度有黏结适筋梁的弯矩一挠度曲线如图7-1所示。 第一节预应力混凝土基本知识 (2)为实现部分预应力有多种方法，在采用钢绞线 或碳素钢丝的构件中，采用高强度预应力筋与非预 应力普通钢筋(HRB 335,HRB 400级钢筋)混合配 筋，是当前部分预应力普遍的方法。由于非预应力 筋有利于控制裂缝和挠度的发展，故结构延性好。 部分预应力结构的优点主要有: 1)全预应力设计常由使用荷载下不出现拉应力 的条件控制，其受弯承载力安全系数往往偏大，浪 费钢材。部分