佳木斯大学建筑工程学院建筑结构选型课件第十九章 预应力结构.ppt

李广军 建筑结构选型 二、预应力混凝土构件的主要优缺点 优点： 不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展，使构件在重复荷载下的抗疲劳性较好，提高结构的耐久性； 合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土； 减轻自重，从而减小地震作用； 施加预应力是对结构作了一次检验，有利于保证工程质量。 可预制，利于工业现代化，加快施工进度。 缺点： 施工工序多，工艺复杂，需要专业施工队伍； 设计工作较繁重，需相应的施工设备和场地； 施加的预应力需细心控制； 构件延性降低； 一、使用空间、平面布置更灵活 二、降低结构层高 增加净高 可能降低成本 增加结构的抗震性能 三、减少伸缩缝 总之，预应力混凝土结构是利用高性能材料、现代设计理论和先进施工工艺设计建造起来的高效结构。与非预应力混凝土结构相比,预应力混凝土结构不仅具有跨越能力大、受力性能好、使用性能优越、耐久性高、轻巧美观等优点,而且较为经济、节材、节能。 因此,预应力混凝土结构是建造高(高层建筑、高耸建筑)、大(大跨度、大空间结构)、重(重载结构)、特(特种结构及特殊用途)工程中不可缺少的重要结构型式之一。 一、适用范围 大跨度及大且无阻挡空间时,如体育场馆,展览厅,飞机库等; 重荷载及超重负荷条件时,如桥梁、多层仓库、多层停车场等; 活动及移动结构物,减少自重是重要原则时,如塔吊,开启式体育馆等; 高耸结构物, 稳定性及刚度是主导因素时,如无线电及电视塔,高压输电线塔等; 高压大直径圆筒板结构,当板厚无法增大时, 如储液、气罐、输油、气管线、冷却塔等; 在运转条件下加固现役结构物时,如加固桥梁、运输栈桥、工业厂房等; 创建新结构体系,用柔索取代受弯构件时,如吊挂体系,整体张拉体系等; 从结构体系来说,可用于轴心受力(拉杆和压杆)杆件、受弯杆件(实腹梁和桁架)、拱和刚架、静定结构和超静定结构; 目前,广泛应用于空间组合结构中,形成了新的建筑体系和形式(统称预应力空间组合结构),如悬挂体系,整体张拉结构体系等; 不但广泛用于新建工程,还可用于旧结构的维修加固,是一种值得研究、有发展前途的新结构。 二、预应力混凝土的发展 1、发展历史 1866年美国工程师杰克逊(P.H.Jackson)及1888年德国的道克林(C.E.W.Dochring)首先把预应力用于混凝土结构,但这些最初的运用并不成功,低值的预应力很快在混凝土徐变和收缩后丧失。 1928年法国工程师弗莱西奈特(E.Freyssinet)指出,预应力混凝土必须采用高强钢材和高强混凝土。这一结论是预应力混凝土在理论上的关键性突破。从此,人们对预应力混凝土的认识开始逐步深入,但对于预应力混凝土的施工工艺,当时仍未解决。 1938年德国的霍友 (E.Hoyer)研究成功靠高强细钢丝(直径0.5～2mm)和混凝土之间的粘结力的先张法,可以在百米的墩式台座上一次同时生产多根构件。 1939年,弗莱西奈特研究成功锚固钢丝束的弗式锥形锚具及其配套的张拉千斤顶。 1940年,比利时的麦尼尔(G.Magnel)研究成功一次可以同时张拉两根钢丝的麦氏模块锚具。 在二战后得到蓬勃发展和广泛应用。 我国的预应力混凝土结构起步较晚,是在20世纪50年代发展起来的。1954年铁道部推行采用预应力的混凝土轨枕，1955年丰台桥梁厂开始试制12m跨度的桥梁，从此,预应力技术开始在全国范围内推广应用。 80年代后,预应力混凝土结构在我国房屋建筑领域得到了越来越广泛的应用。 预应力技术在我国桥梁工程中发展较快,尤其是在20世纪60～70年代,公路与铁路桥梁大量采用标准化的后张法预制预应力混凝土梁,跨度开始为24m,后来扩大到40m。后来,我国修建的各类大桥几乎全部采用了预应力技术。 在我国水工结构、海工结构、港口码头以及特种结构中,预应力技术也得到了广泛的应用。目前预应力混凝土结构已成为我国工程建设领域中的一种主要结构型式。 2、发展现状 预应力混凝土发展到今天，不仅应用于桥梁、轨枕、电杆、桩、压力管道、贮罐，而且在高层、高耸、大跨等结构中广泛应用，几乎所有大型土木工程中都有预应力混凝土结构的踪影。 在房屋建筑方面，北京首都机场新航站楼工程全面采用了预应力结构，基础为整体预应力平板片筏基础,上部结构采用了预应力框架－剪力墙体系和预应力板柱－剪力墙体系,仅无粘结预应力钢筋量就达4000余t,堪称本世纪国内最大的预应力工程之一。 在桥梁方面,预应力混凝土连续梁桥跨度最大的是92m的瑞士摩塞尔大桥。 在特种结构方面,加拿大建成储存12000t水泥烧结料后张预应力圆形筒仓,内仓直径65.2m。 挪威在北海216m水深处建造了格尔法克斯C形采油平