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第7章 预应力混凝土构件基本知识 1.1 普通混凝土抗裂性很差 混凝土的极限拉应变很低，只有0.0001～0.0015，这时钢筋应力仅20～30N/mm2,另外提高混凝土的强度也不明显 1.2 高强材料得不到充分应用 裂缝宽度一般应限制在0.2～0.3mm以内，受拉钢筋应力最高也只能达到150～250N/mm2 1.3 结构自重大使用性能不好 普通混凝土结构不能适应现代化建设大跨度和大空间的需要，因为无法采用高强度的材料，势必导致截面尺寸过大和自重过大。 2.预应力混凝土的产生 ㈠基本原理 1、C20普通钢筋混凝土简支梁，在荷载作用下，在梁跨中下边缘产生10N/mm2的拉应力，混凝土梁早已开裂，且裂缝已有相当的开展。 2 、在预压力作用下，截面下边缘(预压区）跨中产生压应力σ1=10N/mm2，形成反拱f 1 4、在预压力及外荷载作用，截面下边缘产生应力б2-σ1=1N/mm2, 其挠度为f 2 – f 1=f 所谓预应力砼构件就是在构件受荷之前（制作阶段），人为给拉区砼施加预压应力，受荷之后（使用阶段）首先要抵消拉区砼的预压应力，若再加荷拉区砼开裂，直至破坏为止。 常见预应力钢筋砼构件有：预应力钢筋砼轴拉构件、预应力钢筋砼受弯构件、预应力混凝土大偏心受压构件、偏心受拉构件，预应力混凝土预制桩等得到广泛的应用。 1.2 预应力混凝土与钢筋混凝土的比较 1.2.1 预应力混凝土结构中，混凝土的强度等级要高，钢筋的强 度也要高。 1.2.2 预应力程度较高预应力混凝土结构，性能如同均质弹性材 料。而普通钢筋混凝土在使用荷载作用下的性能是非线性的。 1.2.3 预应力混凝土结构刚度大，挠度小，裂缝宽度小。 1.2.4 一旦预应力被克服后，预应力混凝土和普通混凝土结构就没有本质上的不同，因而正截面承载力是一样的； 1.2.5 预应力混凝土梁的斜截面抗剪强度高于普通混凝土，因而预应力混凝土梁的腹板可做得较薄，大大减轻了自重。 1.3预应力混凝土的特点 优点： 1.3.1 裂缝宽度小、刚度大、挠度小、结构的耐久性好。 1.3.2 抗裂性高，可建造水工建筑、储水结构、抗渗结构。 1.3.3 充分利用高强材料，节约了钢材、减轻了自重，特别在大跨度的结构中更为经济。 1.3.4 提高构件的抗剪性能。试验表明，纵向预应力钢筋起着锚栓的作用，阻碍着构件斜裂缝的出现与开展. 1.3.5 提高构件的抗疲劳性能。在预应力结构中，由于钢筋事先张拉，在往复移动荷载的作用下，钢筋应力变化幅度不大10%以下，不会引起钢筋疲劳。 1.3.6 提高受压构件的稳定承载力。对于长细比较大的受压构件，由于预应力钢筋张拉的很紧，不但预应力钢筋本身不会压弯，而且可帮助周围混凝土提高抗弯的能力。 1.4 应用范围: 1.4.1 在建筑中可用于建造大型屋面板、屋面梁、承重桁架、吊车梁，建造薄壁空间结构，多层框架和单层大跨度建筑，也可建造墙板、柱子等。 1.4.2 桥梁中建造了预应力箱形截面简支梁跨度达240m，斜拉预应力混凝土桥跨度可达400m。 1.4.3 特种结构方面可建造预应力混凝土电视塔，石油开采平台、预应力混凝土囤船、预应力压力容器等。 预应力混凝土连续箱梁在未完成受力体系转换时的支架系统至关重要 2. 预加应力的方法  根据预应力筋张拉时间的先后，习惯上把预加应力方法分为先张法、后张法和同张法。 先、后张法比较 7.2 预应力混凝土构件的一般规定 1.预应力混凝土材料性能要求 1.1 钢筋的性能 1 .2预应力钢筋的种类 1.2.2钢绞线 由多根冷拉钢丝在绞线机上咬合并经消除应力回火而成的总称。 有1×3捻用于先张法。1×7捻是外层钢丝围绕一根直径大20%的中心钢丝绞成后张法中应用广泛。 钢丝绳与钢绞线的区别： 在制作工艺上，钢丝绳是由钢丝绞成股， 再由股捻成绳，有中间夹麻芯或钢芯和不加芯 的钢丝绳；钢绞线是由钢丝只经过一次扭绞。 在性能上，钢丝绳的弹性模量小与钢绞线。 1.3.混凝土 2. 张拉控制应力σcon 2.2 如果σcon取得太高，可能出现下列问题： 7.3预应力损失 7.3.1定义: 由于张拉工艺和材料特性的原因，从构件的制作、运输、安装、使用等各个过程中，使预应力钢筋的应力不断降低，这降低的部分就叫预应力损失。