建筑施工技术之预应力混凝土工程

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1、第四章预应力混凝土工程第一节概述一、什么是预应力？普通钢筋混凝土的抗拉极限应变只有0.0001～0.0015，在正常使用条件下受拉区混凝土开裂，构件的刚度小、挠度大。要使混凝土不开裂，受拉钢筋的应力只能达到30Mpa；对允许出现裂缝的构件，当裂缝宽度限制在0.2～0.3mm时，受拉钢筋的应力也只能达到200Mpa左右。为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝和钢筋不能充分发挥其作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方法。即在结构或构件受拉区域，通过对钢筋进行张拉后将钢筋的回弹力施加给混凝土，使混凝土受到一个预压应力，产生一定的压缩变形。当

2、该构件受力后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先与压缩变形抵消，然后随着外力的增加，混凝土才逐渐被拉伸，明显推迟了裂缝出现时间。预应力混凝土的优点：能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土。与普通混凝土相比，在同样条件下具有截面小、自重轻、质量好、材料省（要节约钢材20％～40％），并能扩大预制装配化程度。1、混凝土发展过程：素混凝土→钢筋混凝土→预应力混凝土2、预应力的优点：①截面小，重量轻，刚度大；②抗裂性、耐久性好；③节约钢材；④在较大跨度结构中，综合经济效益好。3、预应力筋的种类①冷拔低碳钢

3、丝，直径：3～5ｍｍ；②冷拉钢筋；③碳素钢丝，直径：3～8ｍｍ；④钢绞线，由6根碳素钢丝缠绕而成；⑤热处理钢筋，直径：6～10ｍｍ；⑥精轧螺纹钢筋，直径：25，32ｍｍ。4、对混凝土的要求混凝土强度等级一般不低于C30；当采用碳素钢丝、钢绞线、V级钢筋（热处理）作预应力时，混凝土强度等级不宜低于C40。第二节先张法（一）、先张法施工设备一）台座组成：台面、横梁、承力结构。分为：墩式台座、槽式台座、桩式台座等。1、墩式台座：以混凝土墩作为承力结构的台座称为墩式台座。一般用于生产中小型构件。（1）墩式台座分类：简易墩式台座；重力墩式台座；构架

4、式台座；计算简图：（2）墩式台座计算要点：M－抗倾覆力矩M＝G1l1+G2l2M，－倾覆力矩M，－TｅＫ1－抗倾覆系数①稳定性验算：（抗倾覆、抗滑移的能力）A、抗倾覆验算：B、抗滑移验算：T－抗滑移能力。T＝N，＋FＦ＝u(G1+G2)摩擦力N，－台面抵抗力P－张拉力合力②强度验算：支承横梁的牛腿，按柱子的牛腿计算配筋；墩式台座与台面接触的外伸部分，按偏心受压构件计算；台面按轴心受压构件计算；横梁按承受均布荷载的简支梁计算。2、槽式台座用于张拉力和倾覆力矩较大的构件生产。二）张拉机具和夹具1、钢丝的夹具和张拉机具（1）钢丝夹具①锚固夹具：

5、锥形、楔形。②张拉夹具：偏心式、钳式、楔形。③墩头锚具：采用冷墩形成。（2）张拉机具①要求：简易可靠，准确控制钢丝的拉力，稳速增大拉力。②种类：A、卷扬机张拉：弹簧测力、杠杆测力。B、电动螺杆张拉机张拉：构造简单，体积小，重量轻，操作灵活，移动方便。2、钢筋的夹具和张拉机具（1）钢筋夹具①锚固夹具：工具式螺杆－螺丝端杆锚具；穿心式夹具－自锚；墩头锚固：d<12mm冷墩d<22mm热墩d>22mm加热锻打②张拉夹具：压销式、穿心式。（2）钢筋张拉机具油压千斤顶、拉伸机、穿心式千斤顶、电动螺杆张拉机。螺丝端杆锚具：（二）先张法施工工艺工艺流程

6、图：一）张拉1、张拉控制应力和超张拉最大应力①张拉控制应力（规范规定）冷拉钢筋0.9fPYK冷拔低碳钢丝0.70fPUK碳素刻痕钢丝、钢绞线0.75fPUK②超张拉最大应力冷拉钢筋0.95fPYK其它0.75fPUK2、张拉程序（1）超张拉法：01.0501.03持荷2分钟（2）一次张拉法03、张拉顺序（1）多根同时张拉；（2）单根张拉。二）混凝土的浇筑与养护1、浇筑要求：①同一生产线的构件应一次浇筑完毕；②构件应避开温度缝；③振捣时不应碰撞钢丝；④叠层生产时，下层混凝土强度达5MPa，方可浇筑上层构件；⑤混凝土的水灰比应严格控制，振捣应

7、密实。2、养护：①自然养护；②湿热养护。三）预应力筋放张1、放张要求①混凝土强度应大于75％C设；（重叠生产指最上层构件）②放张过程中，应使预应力构件自由伸缩，避免过大的冲击与偏心。同时还应使台座承受的倾覆力矩及偏心力减小；③保证预应力筋与混凝土之间的粘结。2、放张方法①钢丝：数量少，逐根放张；数量多，同时放张。②粗钢筋：数量少，逐根加热熔断；数量多，同时放张。3、放张顺序①轴心受压构件：同时放张。②偏心构件：先同时放张预应力较小区域内的预应力筋；再同时放张预应力较大区域内的预应力筋。③如不能满足上述要求，应分阶段、对称、相互交错进行放张

8、。注意：放张时，应拆除侧模。第三节后张法施工1、定义：制备留有孔道的混凝土构件，混凝土达到设计规定强度后，穿筋并用张拉机具张拉钢筋至设计规定应力值，借助锚具把预应力筋锚固在构件端部，最后，孔道