混凝土结构设计原理预应力混凝土构

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1、混凝土结构设计原理第9章预应力混凝土构件教材作者：李方圆课件制作：李方圆主要内容：预应力混凝土的概念及其与普通钢筋混凝土的区别预应力混凝土构件（包括轴心受拉、受弯构件）设计构造要求重点：预应力混凝土的基本概念各项预应力损失的意义、计算方法、减小措施预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力状态、设计计算方法第九章预应力混凝土构件1　一般概念预应力混凝土（prestressedconcrete）是在混凝土构件承受外荷载之前，对其受拉区预先施加压应力。这种预压应力可以部分或全部抵消外荷载产生的拉应力，因而可减少甚至避免裂缝的出现。第九章预应力混

2、凝土构件9.1预应力混凝土的基本知识预应力混凝土受弯构件第九章预应力混凝土构件9.1预应力混凝土的基本知识通过人为控制预压力Np的大小，可使梁截面受拉边缘混凝土产生压应力、零应力或很小的拉应力，以满足不同的裂缝控制要求，从而改变了普通钢筋混凝土构件原有的裂缝状态，成为预应力混凝土受弯构件。美国混凝土协会（ACI）对预应力混凝土下的定义是：“预应力混凝土是根据需要人为地引入某一数值与分布的内应力，用以全部或部分抵消外荷载应力的一种加筋混凝土”。2施加预应力的方法通常通过机械张拉钢筋给混凝土施加预应力。按照施工工艺的不同，可分为先张法和后

3、张法两种。先张法在浇灌混凝土之前张拉预应力钢筋，故称为先张法（pretensioningtype）。可采用台座长线张拉或钢模短线张拉。先张法构件是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的。此方法适用于在预制厂大批制作中、小型构件，如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等。第九章预应力混凝土构件9.1预应力混凝土的基本知识第九章预应力混凝土构件先张法构件制作9.1预应力混凝土的基本知识第九章预应力混凝土构件后张法在浇灌混凝土并结硬之后张拉预应力钢筋，故称为后张法（post-tensioningtype）。后张法构件是依靠其两端的锚具锚住预

4、应力钢筋并传递预应力的。因此，这样的锚具是构件的一部分，是永久性的，不能重复使用。此方法适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁等。9.1预应力混凝土的基本知识第九章预应力混凝土构件后张法构件制作9.1预应力混凝土的基本知识第九章预应力混凝土构件3　锚具锚具是锚固预应力筋的装置，它对在构件中建立有效预应力起着至关重要的作用。先张法构件中的锚具可重复使用，也称夹具或工作锚；后张法构件依靠锚具传递预应力，锚具也是构件的组成部分，不能重复使用。对锚具的要求是：安全可靠，使用有效、节约钢材及制作简单。锚具按其构造形式及锚

5、固原理，可以分为三种基本类型：锚块锚塞型锚具；螺杆螺帽型锚具；镦头型锚具。9.1预应力混凝土的基本知识第九章预应力混凝土构件4预应力混凝土的材料钢筋预应力混凝土结构中的钢筋包括预应力钢筋（prestressingtendon）和非预应力钢筋（ordinarysteelbar）。非预应力钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用RRB400级钢筋。由于通过张拉预应力钢筋给混凝土施加预压应力，因此预应力钢筋首先必须具有很高的强度，才能有效提高构件的抗裂能力。规范规定，预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、消除应力钢丝及热处理钢筋。混凝

6、土规范规定，预应力混凝土结构（prestressedconcretestructure）的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。9.1预应力混凝土的基本知识第九章预应力混凝土构件9.1预应力混凝土的基本知识5　预应力混凝土的特点预应力混凝土与普通钢筋混凝土相比，有如下特点：提高了构件的抗裂能力增大了构件的刚度充分利用高强度材料扩大了构件的应用范围预应力混凝土具有施工工序多、对施工技术要求高，且需要张拉设备、锚夹具及劳动力费用高等特点，因此特别适用于普通钢筋混凝土构件力

7、不能及的情形（如有防水、抗渗要求者或大跨度及重荷载结构）。第九章预应力混凝土构件9.2预应力混凝土构件设计的一般规定1　张拉控制应力σcon张拉控制应力（controllingstress）是指张拉预应力钢筋时，张拉设备的测力仪表所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积得出的拉应力值。σcon是施工时张拉预应力钢筋的依据，其取值应适当。若过大，则会产生如下问题：（1）个别钢筋可能被拉断；（2）施工阶段可能会引起构件某些部位受到拉力（称为预拉区）甚至开裂，还可能使后张法构件端部混凝土产生局部受压破坏；（3）使开裂荷载与破坏荷载相近，一旦裂

8、缝，将很快破坏，即可能产生无预兆的脆性破坏。另外，还会增大预应力钢筋的松弛损失。因而对张拉控制应力应规定上限值。同时，为了保证构件中建立必要的有效预应力，张拉控制应力取值也不能过小，即也应有下限值。第九章预应力混凝土构件