《预应力材料》PPT课件

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1、第二章预应力材料本章主要介绍预应力筋材、非预应力筋材、混凝土材料以及管道压浆材料的类型和力学特性，以及预应力混凝土结构对预应力材料的要求等基础知识，是基础章。重点掌握：预应力筋材和混凝土的力学特性和基本要求。2.1预应力筋2.2非预应力筋2.3混凝土2.4孔道及灌浆材料2.1预应力筋1、对预应力筋的要求要求高强度塑性好粘结性好提高材料强度的方法：（1）在钢材中增加合金元素；（2）采用冷拔、冷拉方法提高屈服强度；（3）通过调质热处理、高频感应热处理、余热处理等方法提高钢材强度。实现延性破坏，防治脆性破坏；要求保证预应力筋具有一定的延伸率和弯折次数。（1

2、）先张法，预应力筋与混凝土；（2）后张法，预应力筋与孔道压浆；（3）高强钢丝预应力筋刻痕或钢绞线。2、预应力筋的种类按照材质划分：金属预应力筋和非金属预应力筋；常用的金属预应力筋：高强钢筋，高强钢丝，钢绞线；非金属预应力筋主要指：纤维增强塑料（FRP）预应力筋；各种材料的介绍和基本性能：（1）高强钢筋P19；（2）高强钢丝P20；（3）钢绞线P21；（4）非金属预应力筋P22.最常用的两种预应力筋材：A、钢绞线钢绞线是用直径5~6mm的高强钢丝捻制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，强度可高达

3、1860MPa。无粘结预应力束B、钢丝分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种。外形分为光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝三种。极限抗拉强度标准值可达1770N/mm2。钢丝公称直径为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。刻痕钢丝螺旋肋钢丝3、预应力筋的力学性能（1）预应力的强度标准、设计值和弹性模量《混凝土结构设计规范》（GB500010-2002）P23-24表2-7/8/9.（2）预应力筋的应力应变曲线硬钢的极限抗拉强度（fpu）可以通过试验确定。硬钢的应力-应变曲线及FPR筋的应力-应变曲线（P23图2-2和

4、图2-3）：没有明显屈服台阶，国际预应力协会取用0.1%残余应变时对应的应力（f0.1）；中国和日本采用（f0.2）;美国取1%伸长时对应的应力。钢材的塑性：常用钢材拉断时的应变（伸长率）表示，伸长率与量测的标距有关。钢丝标距一般为10d或100mm，最低塑性要求伸长率一般为4%，钢绞线的标距一般为600mm。塑性要求3.5%。（3）预应力筋的松弛在持续高应力的作用下，钢材的应力随时间增长而降低的现象称为松弛。如果应力和温度不变，钢材的应变随时间而增加的现象称为蠕变。预应力筋的松弛试验条件：温度20℃，初始应力0.6~0.8fpu，通常把1000h内

5、发生的松弛做完推断长期松弛的依据。初始应力越大，应力松弛也越大！当初始应力小于0.5fpu时，送上损失很小。温度越高，应力松弛越大！温度对应力松弛的影响比初始应力的影响还要大！（4）预应力筋的疲劳预应力混凝土结构在重复或反复荷载作用下，预应力筋的应力将会出现波动，预应力筋及其锚具抵抗这种伯丁应力的能力即为抗疲劳能力。影响抗疲劳能力的因素：A、钢材的化学、物理性质；B、荷载引起的上限应力和下限应力；C、引起破坏的应力循环次数N。试验表明，引起破坏的应力幅度（上限减下限应力）随上限应力的增加而有一定程度的下降。因此，钢材的疲劳强度是一个变化值。一般取值见

6、P25表2-13。2.2非预应力筋预应力混凝土结构中的非预应力纵向钢筋宜选用热轧钢筋HRB335和HRB400，箍筋宜选用HPB235。我国现行《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定的非预应力筋的强度标准值、设计值和弹性模量见P25表2-14，2-15，2-16。2.3混凝土1、对混凝土材料的要求预应力混凝土应具有高强度（且早期强度高）、变形小（收缩变形和徐变小）。A、高强混凝土优点：采用与高强预应力相匹配的高强混凝土，可以充分发挥材料强度，减小构件截面尺寸和自重，以适应大跨度的要求；高强混凝土具有较高的弹性模量，从而具有较小的弹性变

7、形、较小的塑性变形，减小预应力损失。具有较高的抗拉压强度和粘结力，推迟截面裂缝的出现。有利于先张法和后张法预应力筋的锚固。B、低收缩、低徐变可以减小由于混凝土收缩、徐变引起的预应力损失；另一方面可以有效控制预应力混凝土结构的徐变变形。影响混凝土收缩的主要因素：P26（1）水灰比、水泥用量和含水量（2）骨料含量（3）养护条件（4）纤维材料（5）减水剂影响混凝土徐变的主要因素：P26（1）水灰比（2）骨料含量（3）养护程度（4）构件尺寸（5）工作应力（6）纤维（7）减水剂C、快硬性、早强性预应力混凝土结构中的混凝土应具有快硬、早强的性质，可以尽早施加预应

8、力，加快工程进度，提高设备利用率。2、混凝土的种类预应力混凝土结构中常用的混凝土种类：普通混凝土、高强混凝土