预应力混凝土设计原理第二章.ppt

1 预应力混凝土材料 预应力混凝土结构设计原理 Design Principle of PC Structure 华中科技大学※ HUST 1.1混凝土材料 预应力混凝土采用高强混凝土的原因： A、可以发挥材料的强度，从而有效减小构件接面尺寸和自重，适应大跨径的要求； B、高强混凝土具有较高的弹性模量，就有更小的弹性变形和与强度有关的塑性变形，减少预应力损失； C、高强混凝土具有更高的抗拉、局部承压强度和粘结力，可推迟构件正截面和斜截面裂缝的出现，利于预应力筋的锚固； D、不仅高强而且要早期高强，以便早日施加预应力、提高生产效率和设备的利用率。 指标： 1高强度（早期高强）2小变形（收缩徐变小）3轻质、高性能 1.1混凝土材料 混凝土的变形性能： A、应力应变 εe－初始瞬时弹性应变；εv－滞后弹性应变，可恢复； εa－初始瞬时流塑应变，一般不可恢复； εf,g－基本徐变应变，不可恢复；εs－收缩应变； εf,tr－干燥徐变应变，部分可恢复。 1.1混凝土材料 混凝土的变形性能： B、收缩、徐变 收缩：由于混凝土所含水分的蒸发及其它物理化学原因产生的体积缩小； 徐变：在长期荷载作用下产生的随时间增长的变形。 CEB-FIP(1978)建议： εso－收缩应变基准值；βs(t)－收缩随时间发展的函数，取决于理论厚度 t、τ－计算时刻和开始考虑收缩时刻的混凝土有效龄期 CEB-FIP规范定义： 1.2预应力筋 材料要求： A、高强度 B、较好的塑性和焊接性能 C、较好的粘结性 预应力筋种类 高强度钢筋 高强度钢丝 钢绞线 复合材料预应力筋 预应力钢材的性能： A、应力－应变曲线（美国：1％伸长应力；中国、日本：0.2%残余应变对应的应力作为条件屈服强度f0.2；FIP国际预应力协会： 0.1%残余应变对应的应力作为条件屈服强度f0.1 ） B、钢材的松弛：持续高应力的作用下，长度和温度保持不变，钢材的应力随时间的增长而降低的现象。 C、钢材的疲劳 2预应力工艺及设备 2.1预加应力的方法 张拉方式分类 机械法：千斤顶或其它张拉工具 电热法：将低压强电流通过预应力筋使其发热伸长，锚固后利用预应力筋的冷缩而建立预应力 自张法：利用膨胀水泥带动预应力筋一起伸长 机械法 根据张拉预应力筋与浇筑构件混凝土的先后次序 先张法：强度和龄期双控制 利用预应力筋的回缩力及其与混凝土之间 的粘结作用使混凝土获得预压应力 后张法：张拉力和伸长量双控制 通过锚具锚固预应力筋从而保持预加力的预应力体系 2预应力工艺及设备 2.2锚固系统 完善的锚固系统：锚具、夹具、连接器、锚下支承系统（锚垫板、螺旋筋、钢筋网片）