钢筋混凝土及砌体结构-第10章预应力混凝土构

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1、钢筋混凝土及砌体结构第10章预应力混凝土构件内容提要1.概述2.预应力混凝土构件设计的一般规定3.预应力混凝土轴心受拉构件4.预应力混凝土构件的基本构造要求1.概述(1)预应力混凝土的基本原理A.普通钢筋混凝土的抗裂性能由裂缝宽度计算公式可知，钢筋应力大，则裂缝宽度也大。若裂缝宽度控制在0.2~0.3mm，则钢筋应力需控制在约250MPa。因混凝土的抗拉强度和极限拉应变也很低，若构件不允许开裂，则钢筋应力仅有约20~30MPa。由此可见，由于抗裂要求，无法使高强钢筋的强度得到充分发挥。此外，普通钢筋混凝土构件的刚度要求也限制了高强钢筋强度的发挥。1.概述(1)预

2、应力混凝土的基本原理B.预应力钢筋混凝土的基本原理由图可知，由于预应力钢筋在混凝土中所产生的预压应力，可以抵消荷载在混凝土中所产生的预拉应力，从而可提高构件的刚度和抗裂性能，并可充分利用高强材料的强度。1.概述(1)预应力混凝土的基本原理C.预应力钢筋混凝土的分类根据是否允许截面上产生拉应力，分为全预应力混凝土和部份预应力混凝土；根据预应力钢筋是否和构件混凝土有粘结，分为有粘结预应力混凝土与无粘结预应力混凝土。全预应力混凝土截面无拉应力部份预应力混凝土截面有拉应力有粘结预应力无粘结预应力1.概述(2)施加预应力的方法A.先张法先张拉预应力筋=>浇筑混凝土=>混凝

3、土达到预定强度后切断钢筋1.概述(2)施加预应力的方法B.后张法先浇筑混凝土=>混凝土达到预定强度后张拉预应力筋=>锚固固定预应力筋1.概述(2)施加预应力的方法C.电热张拉法将低压强电流通过预应力钢筋，使其加热伸长，然后利用断电钢筋降温冷却回缩来建立预压应力。D.化学法利用膨胀水泥来实现，主要用于压力管道等预制装配式构件，还未广泛使用。膨胀水泥压力管道1.概述(3)预应力混凝土构件的锚具和夹具A.螺丝端杆锚具多用于较粗直径的预应力钢筋，它是在单根预应力钢筋的两端各焊上一根短的螺丝杆，并套以螺帽及垫板。1.概述(3)预应力混凝土构件的锚具和夹具B.镦头锚具利用预

4、应力铜线的粗镦头来锚固钢丝，适用于锚固多根直径10~18mm的钢筋或平行钢丝束。1.概述(3)预应力混凝土构件的锚具和夹具C.钢质锥型锚具由锚环和锚塞组成，依靠摩擦力将预应力筋拉力传到锚环，再传到混凝土。可用于张拉端，也可用于固定端。适用于多根5~12mm的平行铜线束或多根13~15mm的平行钢绞线束。1.概述(3)预应力混凝土构件的锚具和夹具D.JM型锚具由锚环和夹片组成，依靠摩擦力将预应力筋拉力传到夹片，夹片依靠其斜面上的承压力将拉力传到锚环，再传到混凝土。预应力筋各自独立地锚固于夹片的各个锥孔内，任何一组夹具滑移、碎裂或预应力筋拉断，都不会影响其它预应力筋

5、的锚固。可用于张拉端，也可用于固定端。适用于较粗的钢筋和钢绞线。1.概述(3)预应力混凝土构件的锚具和夹具E.QM型锚具与XM型锚具不同之点:锚孔是直的，锚板顶面是平的，夹片为三片式，垂直开缝，夹片内侧有倒锯形细齿。QM型锚具适用于锚固4～31j12和3～19j15钢绞线束。1.概述(3)预应力混凝土构件的锚具和夹具F.XM型锚具与QM型锚具相似，利用楔形夹片，将每根钢绞线独立地锚固在带有锥形的锚环上，形成一个独立的锚固单元。但XM型锚具的夹片为斜开缝，可锚固更多根数钢绞线的预应力束，常用于大型预应力混凝土结构。1.概述(4)预应力混凝土对材料的要求A.对预

6、应力筋的要求a.高强度以获得较高的预压应力和抵消部份预应力损失。b.具有一定塑性以避免脆性破坏，保证在破坏前有较大的变形能力。在低温环境和受冲击荷载时，更应注意其塑性和冲击韧性的要求。c.良好加工性能包括冷拉、冷拔和焊接性能等。d.与砼有较好粘结性能先张法等有粘结预应力是通过预应力与混凝土的粘结力来建立预应力的。可通过刻痕、压波、捻成钢铰线增大粘结力。高强度良好塑性冲击韧性冷拉冷拔焊接刻痕钢线钢铰线1.概述(4)预应力混凝土对材料的要求B.目前使用的主要预应力筋《混凝土结构设计规范》GB50010-20104．2．1混凝土结构的钢筋应按下列规定选用：4预应力筋宜

7、采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。1.概述(4)预应力混凝土对材料的要求B.目前使用的主要预应力筋《混凝土结构设计规范》GB50010-20104．2．1混凝土结构的钢筋应按下列规定选用：4预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。1.概述(4)预应力混凝土对材料的要求C.对混凝土的要求《混凝土结构设计规范》GB50010-20104．1．2预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40，且不应低于C30。a.高强度以获得较高的预压应力、粘结力、局压承载力、减小截面与自重。b.收缩俆变小以减小预应力损失。c.快硬早强以加快施工进度。D.规范对混凝土

8、的要求高强度收缩俆变早强