预应力溷凝土构件设计

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时间:2019-08-06

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1、9.1预应力混凝土的基本知识钢筋混凝土构件的最大缺点是抗裂性能差。混凝土开裂,使构件的刚度降低,变形增大。裂缝的存在使构件不适用于高湿度及侵蚀性环境。为了满足对变形和裂缝控制的较高要求,可加大构件截面尺寸和用钢量,但这不经济。由于自重太大时,构件所能承受的自重以外的有效荷载减小,因而特别不适用于大跨度、重荷载的结构。另外,提高混凝土强度等级和钢筋强度对改善构件的抗裂和变形性能效果也不大,这是因为采用高强度等级的混凝土,其抗拉强度提高很少;对于使用时允许裂缝宽度为0.2~0.3mm的构件,受拉钢筋应力只能达到

2、150~250MPa左右。预应力混凝土是改善构件抗裂性能的有效途径。9.1.1预应力混凝土的概念通过人为控制预压力N的大小可使梁截面受拉边缘混p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。9.1.2预应力混凝土的分类根据制作、设计和施工的特点,预应力混凝土可以有不同的分类。1.先张法与后张法先张法是制作预应力混凝土构件时,先张拉预应力钢筋后浇灌混凝土的一种方法。而后张法是先浇灌混凝土,待混凝土达到规定强度后再张拉预应力钢

3、筋的一种项加应力方法。2.全预应力和部分预应力全预应力是在使用荷载作用下构件截面混凝土不出现拉应力,即为全截面受压。部分预应力在使用荷载作用下构件截面混凝土允许出现拉应力或开裂。部分预应力又分为A、B两类,A类混凝土正截面的拉应力不超过规定的容许值,B类在构件预压区混凝土正截面的拉应力允许超过规定的限值,但当裂缝出现时,其宽度不超过容许值。3.有粘结预应力与无粘结预应力有粘结预应力是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘结、握裹住一起的预应力混凝土构件、先张预应力结构及预留孔道穿筋压浆的后张预应力结构均属此类。

4、无粘结预应力,预应力筋伸缩、滑动自由,不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构、这种结构的预应力筋表面涂有防锈材料外套防老化的塑料管防止与混凝土粘结。无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工艺相结合。9.1.3施加预应力的方法1.先张法通常通过机械张拉钢筋给混凝土施加预应力。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间的粘结力传递预应力的大批制作中小型构件,如预应力混凝土楼板屋面板梁等。2.后张法后张法构件是依靠其两端锚具锚住预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

5、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。对于水管、贮水池等圆形构件,可以用张拉机将拉紧的钢丝缠绕在管壁的外围,对其施加预压应力,锚固后再在其上喷一层水泥浆以保护预应力钢丝。9.1.4锚具锚具是预应力混凝土构件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。锚具的种类

6、繁多,按其构造形式及锚固原理,可以分为三种基本类型。1.锚块锚塞型这种锚具由锚块和锚塞两部分组成,其中锚块形式有锚板、锚圈、锚筒等,根据所锚钢筋的根数,锚塞也可分成若干片。锚块内的孔洞以及锚塞做成楔形或锥形,预应力钢筋回缩时受到挤压而被锚住。这种锚具通常用于预应力钢筋的张拉端,但也可用于固定端。锚块置于台座、钢模上(先张法)或构件上(后张法),用于固定端时,在张拉过程中锚塞即就位挤紧;而用于张拉端时,钢筋张拉完毕才将锚塞挤紧。图8-4a,b的锚具通常用于先张法,用于锚固单根钢丝或钢绞线,分别称为楔形锚具及锥

7、形锚具。图8-4c也是一种锥形锚具,用来锚固后张法构件中的钢丝束(双层)。图8-4d称为JM12型锚具,有多种规格,适用于3~6根直径为12mm的热处理钢筋以及5~6根7股4mm钢丝的钢绞线(直径d-12mm)所组成的钢绞线束,通常用于后张法构件。2.螺杆螺帽型图8-5为两种常用的螺杆螺帽型锚具,图8-5a用于粗钢筋,图8-5b用于钢丝束。前者由螺杆、螺帽、垫板组成,螺杆焊于预应力钢筋的端部。后者由锥形螺杆、套筒、螺帽、垫板组成,通过套筒紧紧地将钢丝束与锥形螺杆挤压成一体。预应力钢筋或钢丝束张拉完毕时,旋紧

8、螺帽使其锚固。有时因螺杆中螺纹长度不够或预应力钢筋伸长过大,则需在螺帽下增放后加垫板,以便能旋紧螺帽。螺杆螺帽型锚具通常用于后张法构件的张拉端,对于先张法构件或后张法构件的固定端同样也可应用。3.墩头型锚具图8-6为两种激头型锚具,图8-6a用于预应力钢筋的张拉端,图8-6b用于预应力钢筋的固定端,通常为后张法构件的钢丝束所采用。对于先张法构件的单根预应力钢丝,在固定端有时也采用,即将钢丝的一端墩粗,将钢丝穿过台

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