预应力溷凝土构件的性能与设计

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1、第10章预应力混凝土构件的性能与设计本章主要内容预应力的分类及应力损失预应力轴心受拉构件的计算预应力受弯构件的计算预应力混凝土构件提要基本概念↓预应力损失↓预应力混凝土轴心受拉构件↓预应力混凝土受弯构件预应力混凝土的分类预应力混凝土的材料预应力混凝土的特点10.1预应力混凝土的基本知识10.1.1一般概念普通混凝土的主要缺点抗裂性差混凝土的极限拉应变很小，在使用荷载作用下受拉区混凝土开裂，使构件的刚度降低，变形增大，影响适用性和耐久性。高强度材料应用受到限制允许裂缝宽度为0.2～0.3mm的构件，受拉钢筋应力只能达到150～250MPa左

2、右。在普通钢筋混凝土结构中采用高强度的钢筋（强度设计值超过1000N/mm2）是不能充分发挥作用的。问题的关键：混凝土抗拉能力很低，应设法减小其拉应力解决方法：对荷载作用下的受拉区混凝土施加预拉应力，以减小或抵消受荷后的拉应力。10.1.1一般概念预应力的概念10.1.1一般概念预应力的概念预应力混凝土的定义美国混凝土协会（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”。10.1.1一般概念预应力混凝土的发展1888年，美国工程师杰克逊(P．H．Jack

3、son)首次将预应力技术应用于混凝土结构；1908年，美国的斯坦纳(C．R．Steiner)提出收缩徐变发生后，再张拉预应力筋；美国的狄尔(R．E．Dill)采用带有涂层的预应力筋来避免混凝土与预应力筋间的粘结，但没有解决根本预应力损失问题；1928年，法国工程师弗莱西奈(E．Freyssinet)成功研制出预应力混凝土，指出预应力混凝土必须使用高强钢筋和高强混凝土，预应力混凝土进入实用阶段；1979年，东南大学吕志涛教授参与设计的上海色织四厂，主体工程设计采用大跨度双跨部分预应力混凝土框架结构是我国最早使用的预应力技术。[wmax]=0.3m

4、mMk(kN.m)As(mm2)fy(N/mm2)M(kN.m)gk/qk(kN/m)b×h(mm2)L0(m)设计参数10.1.1一般概念普通钢筋混凝土的不足C30L00.2550.70584.39(3B16)HRB335/30067.605.0/10.0200×4505.2基本条件0.33405.602109.25(7B20)HRB335/300513.7620.0/10.0400×90010.4跨度增加1倍0.544867.2011529.23(9B40)HRB335/3005948.8080.0/10.0800×190020.8跨度增加

5、2倍0.7550.70584.39热处理钢筋/104067.605.0/10.0200×4505.2采用高强钢筋不同设计参数条件下，简支梁的裂缝宽度比较10.1.1一般概念预应力混凝土的基本原理受弯构件+=第一种概念：预加应力能使混凝土在使用状态下成为弹性材料；第二种概念：预加应力能使高强钢筋和高强混凝土结合并发挥各自的潜力；第三种概念：预加应力实现荷载平衡。10.1.2预应力混凝土的分类先张法与后张法全预应力和部分预应力有粘结预应力与无粘结预应力线预加应力或环预加应力体内预应力与体外预应力电热法现浇、预制、组合式预应力混凝土结构10.1.2预

6、应力混凝土的分类无粘结预应力无粘结预应力平板的曲线式铺筋10.1.2预应力混凝土的分类无粘结预应力无粘结预应力平板的钢筋锚固10.1.2预应力混凝土的分类体外预应力无粘结预应力钢筋10.1.2预应力混凝土的分类电热法大同煤矿贮煤仓10.1.3施加预应力的方法先张法10.1.3施加预应力的方法先张法施工过程演示后张法施工过程演示先张法的基本工序后张法的基本工序10.1.4锚具锚具的定义锚具是后张法中为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上的永久性锚固装置。锚具的性能要求定义锚具效率系数ha等于或大于0.95预应力筋总应变eapu等于或大于2.0%

7、夹具是先张法中为保持预应力筋的拉力并将其固定在台座上的临时性锚固装置；或后张法中夹持预应力筋的临时性锚固装置。夹具的性能要求自锚性、自锁性、松锚性、重复使用性、防锈性。10.1.4锚具锚具的分类夹具的分类10.1.4锚具锚具和夹具图例DM型镦头锚具螺母锚具JM12锚具演示OVM锚具演示10.1.4锚具锚具和夹具图例QM型锚具灌浆孔锚垫板锚板预留孔道用的螺旋管螺旋筋10.1.5预应力混凝土的材料钢筋预应力钢筋强度设计值（N/mm2）预应力钢绞线刻痕钢丝光面螺旋肋种类符号fptkfpyf’py钢绞线1×3φS18601320390172012201

8、57011101×7186013203901220消除应力钢丝光面螺旋肋φPφH177012504101670118015701110刻痕φI1570