预应力混凝土结构的原理

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1、第七章:预应力混凝土结构的原理内容提要一、预应力混凝土的基本概念二、预应力混凝土材料及锚夹具三、张拉控制应力和预应力损失四、预应力的传递和局部承压五、预应力混凝土轴心受拉构件六、预应力混凝土受弯构件七、本章要点1、预应力的概念（1）预应力：受荷载前预先对混凝土施加（压）应力（2）工作原理：预压力可减少甚至抵消荷载产生的拉力2施加预应力的目的（1）将混凝土变成弹性材料预应力是改变混凝土性能的手段无裂缝混凝土可用材料力学方法（2）利于使用高强钢材极限状态：承载力、裂缝、挠度问题：钢筋混凝土结构不能充分利用高强钢筋！（3）预加应力的目的是荷载平衡预先施加与使用相反的荷载，抵消部分或

2、全部外荷载第七章:预应力混凝土结构的原理一、预应力混凝土的基本概念3、预加应力的效果（1）预应力混凝土梁与钢筋混凝土梁的比较裂缝及变形：裂缝迟、裂宽小；刚度大，反拱，挠度很小。钢筋应力变化（工作机理）相同处：弯矩由钢筋和混凝土合力组成的力矩平衡不同处：RC梁主要靠钢筋应力的增加,内力臂的变化不大PC梁主要靠内力臂增加，预应力筋处于高应力裂缝闭合：超载时可能开裂，但卸载后裂缝会闭合预应力被克服后：没有本质的不同，承载力与RC相同材料：预应力构件能较充分地利用高强材料第七章:预应力混凝土结构的原理一、预应力混凝土的基本概念（2）预应力混凝土结构的优点不开裂或延迟开裂、限制

3、裂缝开展，提高结构的耐久性合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土提高结构或构件的刚度，使混凝土结构的应用范围扩大施加预应力是对结构作了一次检验，有利于保证质量重复荷载下的抗疲劳性能较好。具有良好的裂缝闭合性能。提高抗剪性能第七章:预应力混凝土结构的原理一、预应力混凝土的基本概念4、预加应力的方法（1）先张法方法：在混凝土浇筑前张拉预应力筋主要工序：张拉钢筋并临时锚固；制作构件；放松钢筋预应力传递：通过预应力筋与混凝土之间的粘结力（2）后张法方法：直接在成型的构件上张拉预应力筋主要工序：制作构件并预留孔道；直接在构件上张拉；用锚具锚固预应力传递：锚具等第七章:预应

4、力混凝土结构的原理一、预应力混凝土的基本概念5、预应力混凝土分类（1）按照预应力程度分全预应力混凝土定义：在使用荷载作用下受拉区不出现拉应力优点：抗裂性好、刚度大和抗疲劳性能好缺点：费钢材；反拱大；预拉区开裂；延性差；施工费高部分预应力混凝土定义：在使用荷载作用下受拉区已出现拉应力或裂缝的优点：克服全预应力构件的不足，可合理控制裂缝（2）按照预应力筋与混凝土之间的粘结状态分有粘结:预应力筋沿全长与周围混凝土粘结无粘结：预应力筋沿全长与混凝土不粘结、发生相对滑动第七章:预应力混凝土结构的原理一、预应力混凝土的基本概念1预应力混凝土材料（1）混凝土：高强度、低徐变、低收

5、缩（2）预应力筋：高强度、低松驰、具有一定的塑性（3）灌浆材料（一般采用纯水泥浆）：强度、流动性2、预应力混凝土结构的锚夹具（1）锚具和夹具夹具：能够重复使用的锚具：留在构件上不再取下的（2）几种预应力筋常用的锚具群锚锚具JM型锚具螺丝端杆锚具镦头锚具弗式锚具第七章:预应力混凝土结构的原理二、预应力混凝土材料及锚夹具1张拉控制应力con（1）定义：张拉设备控制的总张拉力除以预应力钢筋面积（2）要求不宜过低：使混凝土获得较高的预压应力不宜过高：构件开裂时的荷载与破获时的荷载接近施工时(一束中)可能个别钢筋屈服或断裂规定：最小值：不宜小于0.4fptk最大值

6、：与材料和施工方法有关第七章:预应力混凝土结构的原理三、张拉控制应力和预应力损失2、预应力损失（1）定义及影响定义：由于工艺和材料等原因，初始预应力在将不断降低影响：会降低预应力的效果（2）损失原因、特点、影响因素、计算方法和减少措施锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失原因：锚具变形、缝隙压缩和钢筋在锚具中内缩滑移等特点：先、后张法均有，张拉端有锚固端无，瞬时完成计算模式：（对直线钢筋）：减少措施：减少垫片数量，增加台座的长度第七章:预应力混凝土结构的原理三、张拉控制应力和预应力损失钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失原因：预应力钢筋与孔道壁（转向装置）之间的摩擦作

7、用特点：先、后张法均有，与位置有关，瞬时完成计算模式减少措施：两端张拉，超张拉加热养护时预应力筋与承拉设备间温差引起的预应力损失原因：T砼未成型,钢筋伸长(变松)，T共同变形特点：先张法有，与升温时砼结硬程度有关计算方法：减少措施：两次升温，在钢模上张拉（共同升温）第七章:预应力混凝土结构的原理三、张拉控制应力和预应力损失预应力钢筋的应力松弛引起的预应力损失原因：钢筋松驰和徐变特点：先、后张法均有，需要时间（初期快）计算方法