混凝土结构与砌体结构 第10章 预应力混凝土构件计算

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1、1第十章预应力混凝土构件计算第十章预应力混凝土构件计算1.了解预应力混凝土的基本原理和施加预应力的方法。2.理解张拉控制应力的概念及其确定原则。3.理解预应力损失的概念、种类及减小措施。4.熟练掌握预应力混凝土轴心受拉构件各阶段应力分析及施工阶段和使用阶段的计算与验算。5.了解预应力混凝土构件的一般构造要求。学习目标2第十章预应力混凝土构件计算第一节预应力混凝土的基本概念第二节预加应力的方法第三节预应力混凝土材料及锚夹具第四节张拉控制应力和预应力损失第五节预应力混凝土轴心受拉构件计算第六节预应力混凝土构件的构造第一节预应力混凝土的基本概念一、预应力混凝土的基本概念和基本

2、原理1.基本概念普通钢筋混凝土构件在荷载作用下通常是带裂缝工作的，导致构件刚度降低，不适应于采用高强钢筋；解决这些问题的有效途径是采用预应力混凝土。预应力混凝土是指在构件承受荷载以前，用某种方法预先在构件的受拉区施加压应力的构件。预应力混凝土可明显提高构件的抗裂性能和刚度。第十章预应力混凝土构件计算32.基本原理第十章预应力混凝土构件计算4二、预应力混凝土的分类1）根据张拉钢筋与浇筑混凝土的先后次序分为先张法和后张法预应力混凝土。2）根据预应力对构件抗裂度的影响分为三种类型：全预应力混凝土：在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的构件。属严格要求不出现裂缝的构件，

3、相当于裂缝控制等级为一级的构件。第十章预应力混凝土构件计算5有限预应力混凝土：在使用荷载作用下，允许截面上混凝土出现拉应力，但不能超过混凝土的抗拉强度。属一般要求不出现裂缝的构件，相当于裂缝控制等级为二级的构件。部分预应力混凝土：允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过限值的构件。属允许出现裂缝的构件。相当于裂缝控制等级为三级的构件。3）根据钢筋与混凝土之间是否有粘结力分为有粘结预应力混凝土和后张法无粘结预应力混土。第十章预应力混凝土构件计算6三、预应力混凝土的特点：优点：1）提高构件的抗裂度和刚度；2）可充分利用高强度材料，减小构件重；3）可提高构件的抗剪能力。缺点：1）工艺

4、较复杂；2）预应力反拱度不易控制；3）预应力混凝土构件的设计较复杂。第十章预应力混凝土构件计算7第二节预加应力的方法一、先张法（a）穿钢筋（b）张拉钢筋（c)浇筑混凝土（d）切断钢筋，钢筋回缩混凝土受压第十章预应力混凝土构件计算8二、后张法（a）浇砼，预留孔道，穿筋（b）安装千斤顶（c）张拉钢筋（d）锚固、灌浆第十章预应力混凝土构件计算9三、后张法无粘结预应力混凝土第十章预应力混凝土构件计算10（1）无粘结预应力钢筋在钢筋的外表面涂以沥清、油脂或其他润滑防腐材料，以减小摩擦力并防锈蚀，外套塑料套管或以纸带、塑料带包裹，以防止施工中碰坏涂层，并使之与周围混凝土隔离，张拉时可

5、沿纵向发生相对滑移的后张法预应力钢筋。后张法预应力混凝土构件需要预留孔道、穿钢筋、灌浆，且预留孔道和灌浆较麻烦，灌浆不密实易造成事故隐患。采用后张法无粘结预应力技术可克服这些缺点。（2）施工工序1）制作无粘结预应力钢筋;2）将无粘结预应力钢筋象普通钢筋一样按设计位置敷设在钢筋骨架内，并与普通钢筋一起绑扎形成骨架，然后浇筑混凝土并养护;3）当混凝土强度达到预期强度后，利用构件本身作为台座张拉预应力钢筋，张拉到设计应力后，用锚具锚固在构件上。第十章预应力混凝土构件计算11第三节预应力混凝土材料及锚夹具混凝土高强度收缩、徐变小快硬、早强预应力钢筋高强度较好的塑性良好的加工性

6、能应力松弛损失低较好的粘结性能一、预应力混凝土材料第十章预应力混凝土构件计算12夹具–––构件制作完后，可取下重复使用。锚具–––用于永久固定钢筋、作为构件的一部分。预应力筋的常用锚具如下图：二、锚具和夹具第十章预应力混凝土构件计算13墩头锚具精轧螺纹钢筋锚具第十章预应力混凝土构件计算14夹片式锚具钢质锥形锚具第十章预应力混凝土构件计算15第四节张拉控制应力和预应力损失张拉控制应力con：张拉预应力钢筋时，张拉设备所显示的总张拉力除以被张拉预应力钢筋的截面面积所得的应力值。张拉控制应力con取值：主要与采用的张拉方法和预应力钢筋种类有关。取值见《规范》或教材表所列。一

7、、张拉控制应力con第十章预应力混凝土构件计算16二、预应力损失及其组合预应力损失：由于各种因素的影响，使预应力钢筋从张拉开始直至构件使用的整个过程中，张拉控制应力逐渐降低，同时混凝土所建立的预应力也逐渐降低的现象。六种预应力损失的原因及计算如下：第十章预应力混凝土构件计算17（一）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l1直线：曲线：第十章预应力混凝土构件计算18减小措施：1）选择变形小或预应力筋滑动小的锚具、夹具，并尽量减少垫板的数量；2）对于先张法张拉工艺，选择长的台座。台座长度超过100m时，可忽略