建筑结构基础第6章预应力混凝土结构

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1、一、预应力混凝土的概念抗裂性差难以利用高强钢筋普通混凝土缺点第6章预应力混凝土结构6.1概述在混凝土结构承受外荷载之前，预先对外荷载作用的受拉区施加压应力，称为预应力混凝土结构。1工作原理：预先在受拉区施加压应力，使构件在荷载作用下产生的拉应力部分或全部被预压应力抵消，以改善普通混凝土的抗裂性差的缺点。以简支梁为例说明预应力混凝土的工作原理。二、预应力混凝土的工作原理2预应力混凝土工作原理或压压压压拉拉3生活中应用预应力的实例4①抗裂性好；②刚度大，变形小；③充分利用高强度材料，减轻自重；④扩大了混凝土

2、结构的应用范围。①施工工序多，施工技术要求高；②需要张拉设备和锚具；③造价高。三、预应力混凝土结构的优缺点优点缺点应用：抗裂要求高、大跨度、重荷载5思路：利用钢筋弹性性能，张拉钢筋张拉钢筋放松钢筋产生回弹挤压混凝土施加预压应力四、施加预应力的方法方法：根据张拉钢筋和浇筑混凝土的先后次序，分为先张法和后张法。61、先张法：先张拉钢筋，后浇筑混凝土流程：在台座上穿钢筋张拉钢筋浇筑混凝土并养护切断钢筋产生预压应力预应力：靠钢筋和混凝土之间的粘结力传递72、后张法：先浇筑混凝土，后张拉钢筋流程：浇筑混凝

3、土，预留孔道穿钢筋张拉钢筋，锚固产生预应力孔道灌浆预应力：靠两端的锚具来保持和传递8先张法与后张法比较张拉方法先张法后张法预应力建立钢筋与混凝土间的粘结锚具锚具利用可重复利用不能重复利用张拉设备需要台座不需台座，较灵活预应力筋形式直线直线或曲线适用范围预制构件厂大批量制作的中、小型构件，如预应力空心楼板、檩条等施工现场制作的大型构件，如吊车梁、大跨度桥梁、管道、储水池等9五、预应力混凝土对材料的要求1、对预应力钢筋的要求◆高强度◆较好的塑性◆与混凝土有良好的粘结性能◆良好的加工性预应力钢筋宜采用

4、预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。102、对混凝土性能的要求◆高强度：与钢筋的粘结力高，减轻自重。《规范》规定：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。◆收缩、徐变小：可减少预应力损失。◆快硬、早强：加快锚具、设备的周转。11一、张拉控制应力：——张拉设备所控制的总张拉力；——预应力筋的截面面积；scon取值过高，钢筋可能会被拉断，后张法构件端部受压破坏，发生脆性破坏，产生过大的应力松弛损失。scon取值过低，对混凝土施加的预应力太小，达不到预应力的效果。10.2预应力构件设

5、计的一般规定因此，张拉控制应力值应有一个合适的值。12scon应符合下列要求：消除应力钢丝、钢绞线：0.40fptk≤scon≤0.75fptk中强度预应力钢丝：0.4fptk≤scon≤0.70fptk预应力螺纹钢筋：0.5fpyk≤scon≤0.85fpyk13二、预应力损失（一）预应力损失由于张拉工艺和材料特性等原因，从张拉钢筋开始直至构件使用的整个过程中，预应力钢筋中的张拉控制应力值将随时间的延续而逐渐降低，我们把降低的这部分应力称为预应力损失，用l表示。pe=con–l构件中最终有效预

6、应力：14预应力筋张拉后锚固时，由于锚具受力后变形、垫板缝隙的挤紧以及钢筋在锚具中的滑移，使被拉筋的预应力筋松动缩短从而引起预应力损失。1、张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失sl1对直线预应力筋：151、选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具，并尽量少用垫板。因为每增加一块垫板，a值就增加1mm。2、增加台座长度。因sl1值与台座长度成反比。采用先张法生产的构件，当台座长度为100m以上时，sl1可忽略不计。减少sl1的措施：162、预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失sl2用后张法张拉

7、钢筋时，预应力筋与孔道壁或套管产生摩擦，距离张拉端越远，预应力筋的拉应力减小越多，引起预应力损失。直线预应力筋17当—张拉端到锚固端的距离；见表10.2。18一端张拉两端张拉超张拉减少摩擦损失sl2的措施：1、采用两端张拉；2、采用超张拉工艺。19预应力筋中的应力随温度的增高而降低，产生预应力损失sl3。而降温时，混凝土达到了一定的强度，与预应力筋已粘结作用，两者共同回缩，已产生预应力损失sl3无法恢复。设养护升温后，预应力筋与台座的温差为Dt℃，取钢筋的温度膨胀系数为0.00001/℃，则有：3、混凝

8、土加热养护时，预应力筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失sl3注意：此项损失只有加热养护的先张法有。20减少sl3的措施：1、采用两次升温养护。先在常温或小幅度升温养护，待混凝土强度达到一定值后（如C10后），再逐渐升温至规定的养护温度，这时可认为钢筋与混凝土已结成整体，能够一起胀缩而不再引起应力损失。2、钢模上张拉预应力钢筋。钢模和预应力筋同时被加热，无温差，该项损失为零。21钢筋在高应力长期作用下，随时间增长产生塑性变形，在长度