(新)第9章：预应力混凝土构件设计.ppt

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1、混凝土结构设计基本原理第9章预应力混凝土构件设计教师：张茂雨本章重点预应力混凝土的概念及其优点；预应力混凝土构件的截面设计。预应力损失的原因及其计算和组合；预应力混凝土构件的受力性能分析；施加预应力的方法及预应力混凝土材料的要求；1.1一般概念普通混凝土的缺点在使用荷载下带裂缝工作，影响使用功能、耐久、刚度和抗疲劳性。难以利用高强度钢筋。与wmax对应的s=200N/mm2。而高强钢丝强度可达1600N/mm2以上。预应力混凝土的基本知识1预应力：在混凝土结构承受使用荷载之前的制作阶段预先对混凝

2、土施加应力。epNpspcsc全预应力混凝土部分预应力混凝土有限预应力混凝土预应力基本原理预应力混凝土的基本知识1日常生活中有许多应用预应力的例子。预应力混凝土的基本知识1日常生活中有许多应用预应力的例子。预应力混凝土的基本知识1提高了构件的抗裂性；预应力的大小可根据需要调整。在使用荷载下，预应力混凝土构件基本处于弹性工作阶段(未裂)。施加预应力对构件的正截面承载力无明显影响。预应力混凝土构件的受力特征预应力混凝土的基本知识1预应力混凝土的优、缺点优点a.提高构件的抗裂能力。b.增大了构件的刚度，

3、减小挠度，耐久性好，耐疲劳，提高抗剪承载力。c.充分利用高强度材料的性能。预应力筋NuNPyd.扩大了构件的使用范围：减轻自重，加大跨度，提高适用能力。预应力混凝土的基本知识1预应力混凝土的优、缺点预应力混凝土的基本知识1缺点a.成本高。b.材料质量要求高。c.工序复杂d.技术水平要求高1.2预应力混凝土的分类根据制作、设计和施工的特点，可以有不同的分类：1.先张法和后张法钢筋张拉先于混凝土浇筑——先张法钢筋张拉后于混凝土浇筑——后张法部分截面受压——部分预应力2.全预应力和部分预应力全截面受压

4、——全预应力3.有粘结预应力和无粘结预应力预应力筋与周围的混凝土粘结、握裹在一起——有粘结预应力混凝土的基本知识1张拉钢筋支模、浇混凝土混凝土达到一定强度剪钢丝产生预应力1.3预应力的建立方法①张拉钢筋②浇注混凝土③剪断钢筋A、先张法预应力混凝土的基本知识1浇混凝土，预留孔道达到强度，穿筋张拉钢筋，锚固产生预应力孔道灌浆①浇注混凝土②穿钢筋、张拉、锚固③灌浆B、后张法预应力混凝土的基本知识1先张法、后张法有各自适用范围和优、缺点。非预应力钢筋无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工

5、艺相结合。预应力混凝土的基本知识1混凝土：一般要求不应低于C30；采用钢丝，钢铰线，热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。钢筋：预应力钢筋宜采用钢丝、钢铰线，也可采用热处理钢筋；普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235级钢筋。1.4预应力混凝土构件的材料预应力混凝土的基本知识1con：张拉钢筋时，张拉设备上的测力计所指示的总张拉力除以预应力筋面积。con的确定原则：与预应力的施加方式及钢筋的强度标准值fptk有关。2.1张拉控制应力con预应力

6、混凝土构件设计规定2con过高，可能引起张拉时个别钢丝拉断，所以，控制应力的大小必须适当。con过高，施工阶段可能引起构件某些部分受拉开裂或局部受压破坏。确定con时考虑的因素con增加。产生的预应力大，抗裂性好。所以con>0.4fptk。预应力混凝土构件设计规定2张拉控制应力限值热处理钢筋消除应力钢丝、钢绞线0.75fptk后张法先张法钢筋种类张拉方法0.75fptk0.70fptk0.65fptk在考虑提高施工阶段的抗裂性及减少应力松驰、摩擦、钢筋分批张拉及台座之间的温差损失时，可

7、以提高0.05fptk。预应力混凝土构件设计规定2预应力筋张拉后，由于各种原因其张拉应力会下降，这一现象称为预应力损失。引起预应力损失的原因有六大类。先分别找出这些损失出现的原因，再根据先张法和后张法的施工特点，了解不同预应力损失的计算和组合。2.2预应力损失lpe=con–l最终有效预应力：预应力混凝土构件设计规定2直线：…9－1曲线：…9－2①张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失l1预应力混凝土构件设计规定2小变形夹具，减少垫板，增加台座长度。减少l1预应力损失的措施：…9－4

8、②预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的损失l2预应力混凝土构件设计规定2减少摩擦，两端张拉，超张拉。减少l2预应力损失的措施：加热养护：此时混凝土未硬结，钢筋自由伸长，而台座不动。钢筋松了–––产生温差损失。…9－5③受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的损失l3预应力混凝土构件设计规定2采用二次升温养护：t020C使混凝土达到一定强度，再升温。减少l3预应力损失的措施应力松弛现象：指钢筋在高应力状态下，由于钢筋的塑性变形而使应力随时间的增长而降低的现象。钢筋长度不变