ch.10.预应力钢筋溷凝土构

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1、钢筋混凝土结构及砌体结构第十章预应力钢筋混凝土构件刘汾涛主讲广东水利电力职业技术学院土木工程系力学教研室预应力混凝土的原理及计算规定预应力混凝土的概念施加预应力的方法开裂前预应力混凝土截面的基本分析预应力混凝土材料和锚夹具张拉控制应力和预应力损失预应力混凝土构件的受力性能分析预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析预应力混凝土受弯构件的应力分析预应力混凝土结构构件计算预应力混凝土构件施工阶段验算预应力混凝土局部承压验算预应力混凝土构件的基本构造要求示例:跨度5.2m的简支梁，截面尺寸200×450mm2，作用均布活荷载标准值qk=10kN/m，均布恒荷载标准值gk=5k

2、N/m。10.1预应力混凝土的概念一、钢筋混凝土的缺点10.1预应力混凝土的概念原跨度2倍跨度4倍跨度高强钢筋L0/m5.2m10.4m20.8m5.2mb×h/mm22004504009008001900200450gk/kN/m520805M/kN.m67.6513.965948.867.6fy/MPa300300300580As/mm2603210612650308Mk/kN.m50.7405.64867.250.7[f]=L0/300/mm16.4=L0/31638.1=L0/27388.8=L0/23432.2=L0/161.5ssk/MPa232

3、264453[wmax]=0.3/mm0.250.400.7510.1预应力混凝土的概念上述问题原因是因为砼抗拉强度太低，导致受拉区砼过早开裂，截面抗弯刚度显著降低。如为增加刚度而加大截面尺寸，会导致自重进一步增大，形成恶性循环;如增加钢筋来提高刚度，则钢材强度得不到充分利用，造成浪费。采用高强钢筋，按正截面承载力要求可减少配筋，截面抗弯刚度基本与配筋面积成比例降低，故挠度变形控制难以满足。裂缝宽度与钢筋应力基本成正比，如采用VI级高强钢筋，裂缝宽度已远远超过容许限值。10.1预应力混凝土的概念二、预应力的基本概念预应力基本原理在构件使用前，通过预加外力，使受拉区预

4、先产生压应力，以抵消或减小外荷载产生的拉应力，这样可利用砼的抗压强度来弥补砼抗拉强度不足的缺陷，达到防止受拉区砼过早开裂的要求，从而提高截面抗弯刚度和减小裂缝宽度，甚至可以做到在使用荷载下不出现裂缝。10.1预应力混凝土的概念梁底预先产生压应力荷载作用下梁底拉应力叠加后梁底应力预应力砼的基本概念全预应力砼：预加应力pc较大，受拉边缘仍处于受压状态，不会出现开裂；有限预应力砼：受拉边缘应力虽然受拉，但拉应力小于砼的抗拉强度，一般不会出现开裂；部分预应力砼：受拉边缘应力超过砼抗拉强度，虽会产生裂缝，但比钢筋砼构件（Np=0）开裂明显推迟，裂缝宽度也显著减小。10.1预

5、应力混凝土的概念10.1预应力混凝土的概念预应力概念的应用图10-1生活中预应力概念的应用10.1预应力混凝土的概念三、预应力混凝土的优点1.改善结构的使用性能延缓裂缝的出现及减小挠度，可建造大跨度结构2.受剪承载力提高3.卸载后的结构变形或裂缝得到恢复4.提高构件的疲劳承载力预应力可降低钢筋的疲劳应力比，增加疲劳强度。5.使高强钢材和混凝土得到应用10.2施加预应力的方法一、预加应力的方法先张法：先张拉钢筋，后浇筑砼工序:1.在台座上张拉钢筋至预定控制应力后作临时固定2.支模绑扎非预应力钢筋,浇筑砼3.砼达到预定强度后放松钢筋,钢筋回缩挤压砼,产生预压应力10.2

6、施加预应力的方法后张法(Pretension)先浇筑砼构件,然后在砼达到规定强度后张拉钢筋工序:1.浇筑砼构件并在构件中预留孔道2.砼达预定强度后将预应力筋穿入预留孔道,安装固定端锚具并张拉钢筋至预定控制应力后用锚具锚固3.用压力泵将高强水泥浆灌入预留孔道,使预应力钢筋和孔道壁产生粘结力10.2施加预应力的方法后张无粘结预应力:新技术工序:1.预先铺设表面涂有专用油脂并用塑料包裹后制成的无粘结预应力筋2.浇筑混凝土3.砼达到预定强度后再行张拉优缺点1.无须预留孔道和灌浆2.预应力钢筋可多跨曲线布置，施工方便3.预应力钢筋强度不能充分发挥,锚具要求高技术要求1.一定要

7、有非预应力筋2.锚具的可靠性3.高强钢丝的可靠度10.2施加预应力的方法10.2施加预应力的方法二、两种方法的适用范围先张法1.工艺简单，但需要台座(或钢模)设施2.适用于预制构件厂批量生产、方便运输的中小型构件；3.适用于直线预应力钢筋4.通过预应力筋与砼间粘结作用施加预应力图10-2先张法中粘结力传递预压力后张法1.工艺复杂，需要对构件安装永久性工作锚具，但不需要台座；2.适用于现场成形或现场分阶段张拉的大型构件；3.适用于直线预应力钢筋及曲线预应力钢筋；4.通过锚具施加预应力。10.2施加预应力的方法图10-3后张法中锚具传递预压力一、截面应力计算预压力产