53预应力混凝土构件的材料39课件讲解.pptx

5-3预应力混凝土构件的材料

教学目标知识目标1.掌握预应力钢筋的种类和特点2.掌握预应力混凝土的具体要求技能目标1.能够准确掌握预应力钢筋的种类和特点2.能够准确掌握预应力混凝土的具体要求素质目标1.养成良好的职业品德和岗位素养2.养成严谨好学习惯

教学重点和难点教学重点1.预应力钢筋的种类和特点2.预应力混凝土的具体要求教学难点1.预应力钢筋的种类和特点2.预应力混凝土的具体要求

预应力混凝土构件的材料一、预应力钢筋的要求1.预应力钢筋的强度在预应力混凝土制作和使用过程中，预应力筋中预先施加的张拉应力会产生损失，因此，为使得扣除应力损失后仍具有较高的张拉应力，也必须使用高强钢筋（丝）作预应力筋。为避免在超载情况下发生脆性破断，预应力筋还必须具有一定的塑性。还要求具有良好的加工性能，以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求。对钢丝类预应力筋，还要求具有低松弛性和与混凝土良好的粘结性能，通常采用‘刻痕’或‘压波’方法来提高与混凝土粘结强度。图5-3-1钢筋表面轧制成不带纵向肋的螺纹

1）冷拉低合金钢筋通常将Ⅳ级热轧钢筋经冷拉后作为预应力筋，抗拉强度可达580MPa。为解决粗直径钢筋的连接问题，钢筋表面轧制成不带纵向肋的精制螺纹，可用套筒直接连接。随着近年来高强钢丝和钢绞线的大量生产，这种预应力筋的应用已经被取代。图5-3-2预应力套筒直接连接实物图图5-3-3预应力套筒连接结构图示预应力钢筋套筒

图5-3-5预应力混凝土柱内部钢筋图5-3-4试验后的预应力套筒实物图

图5-3-6预应力混凝土板内部钢筋

2）中高强钢丝a.中、高强钢丝是采用优质碳素钢盘条，经过几次冷拔后加工得到。b.中强钢丝的为强度800~1200MPa，c.高强钢丝的强度为1470~1860MPa。d.钢丝直径为3~9mm。为增加与混凝土粘结强度，钢丝表面可采用‘刻痕’或‘压波’，也可制成螺旋肋。中、高强钢丝刻痕钢丝螺旋肋钢丝

图5-3-8消除应力钢丝e.消除应力钢丝：高强钢丝是用优质碳素钢热轧盘条冷拔制成，再用机械方式对钢丝进行压痕处理形成刻痕钢丝，并进行低温（一般低于500℃）矫直回火处理后即成为矫直回火钢丝。又称为“消除应力钢丝”。钢丝经冷拔后，存在有较大的内应力，采用低温回火处理后，消除内应力的钢丝。消除应力钢丝的比例极限、条件屈服强度和弹性模量均比消除应力前有所提高，塑性也有所改善。图5-3-7消除应力钢丝

3）钢绞线钢绞线是用2、3、7股高强钢丝扭结而成的一种高强预应力筋，其中以7股钢绞线应用最多。7股钢绞线的公称直径为9.5~15.2mm，通常用于无粘结预应力筋，强度可高达1860MPa。2股和3股钢绞线用途不广，仅用于某些先张法构件，以提高与混凝土的粘结强度。图5-3-9—3股钢绞线图5-3-10—7股钢绞线

7股钢绞线7股钢绞线图5-3-11—盘状7股钢绞线盘状7股钢绞线

4）热处理钢筋热轧中碳低合金钢经过调质热处理后制成的高强度钢筋，直径为6~10mm，抗拉强度为1470MPa。除冷拉低合金钢筋外，其余预应力筋的应力-应变曲线均无明显屈服点，采用残余应变为0.2%的条件屈服点作为抗拉强度设计指标。图5-3-11冷拉低合金钢筋试验曲线

表5-3-1—预应力钢筋强度标准值和设计值（N/mm2）

课堂讨论：1.请同学们回答，预应力混凝土构件对预应力钢筋的要求包括哪些？（1）高强度。预应力钢筋首先要具有很高的强度，因为混凝土预压应力的大小取决于预应力钢筋张拉应力的大小。（2）一定的塑性。高强度钢筋的塑性性能一般较低，为了避免预应力混凝土构件发生脆性破坏，要求预应力钢筋在拉断前应具有一定的伸长率，特别是对处于低温环境和受冲击荷载作用的构件，更应注意钢筋对塑性性能和抗冲击韧性的要求。

（3）良好的加工性能。预应力钢筋应具有良好的可焊性，焊后不裂，不产生大的变形。同时，要求钢筋在“镦粗”前后，其物理力学性能基本不变。（4）钢筋与混凝土之间应有较好的黏结强度。先张法构件的预应力主要依靠钢筋与混凝土之间的黏结强度来传递，因此钢筋与混凝土之间必须要有良好的黏结强度。当采用光面高强度钢丝时，表面应做“刻痕”处理。

1.采用高强混凝土，可施加较大预压应力，提高预应力效率；2.有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求；3.具有较高的弹性模量，有利于提高截面抗弯刚度，减少预压时的弹性回缩；4.收缩、徐变较小，有利于减少徐变引起的预应力损失；5.与钢筋有较大粘结强度，减少先张法预应力筋的应力传递长度；6.有利于提高局部承压能力，便于后张锚具的布置和减小锚具