第5章預(yù)應(yīng)力混凝土1

1、預(yù)應(yīng)力混凝土工程第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本知識(shí)一、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念： 1、預(yù)應(yīng)力混凝土： 在構(gòu)件使用前，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受拉區(qū)的鋼筋在彈性范圍之內(nèi)的拉伸，利用鋼筋的彈性回縮，對(duì)受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加預(yù)壓應(yīng)力，以提高構(gòu)件的剛度、抗裂性和耐久性。第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本知識(shí)一、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念： 2、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類：（1）按混凝土施工方法不同可分為：預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土和疊合預(yù)應(yīng)力混凝土等。（2）按施加預(yù)應(yīng)力的方式不同可分為：先張法預(yù)應(yīng)力混凝土、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。（3）按預(yù)應(yīng)力度大小可分為：全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土。二、預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 1、混凝土材料（1）強(qiáng)度要求：

2、一般不低于C30；當(dāng)采用碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作為預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C40。（2）混凝土的配置：應(yīng)盡可能采用高標(biāo)號(hào)(強(qiáng)度等級(jí))水泥（宜用硅酸鹽水泥），減少水泥用量，降低水灰比（控制在0.5以下），選用優(yōu)質(zhì)堅(jiān)硬的骨料。二、預(yù)應(yīng)力混凝土的材料 2、鋼筋 （1）、強(qiáng)度高。預(yù)應(yīng)力鋼筋必須采用高強(qiáng)度鋼材，以減少預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在長期使用過程中，由于混凝土的收縮徐變等原因，而的造成預(yù)應(yīng)力損失。 （2）、要有較好的焊接性能和塑性。 （3）、預(yù)應(yīng)力筋的種類：單根粗鋼筋，鋼筋索，鋼絞線索、鋼絲索等。 （4）、預(yù)應(yīng)力筋的冷加工：冷拉和冷拔三、預(yù)加應(yīng)力的方法：1、先張法先張拉鋼筋，后澆注混凝土。2、

3、后張法先澆注混凝土，預(yù)留孔道，后張 拉鋼筋 還有電熱法，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。四、預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力（con):鋼 種張 拉 方 法先張法后張法碳素鋼絲、鋼絞線、刻痕鋼絲0.75fptk0.70fptk冷拔低碳鋼絲、熱處理鋼筋0.70fptk0.60fptk冷拉鋼筋0.90fpyk0.85fpyk注：fptk預(yù)應(yīng)力筋極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2） fpyk預(yù)應(yīng)力筋屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm2）五、預(yù)應(yīng)力損失的概念： 預(yù)應(yīng)力總損失值小于下列數(shù)值時(shí)，則按下列數(shù)值取用： 先張法：100 N/ mm2 后張法： 80 N/ mm21、錨具變形和鋼筋內(nèi)縮損失： l1(先、后張法均有）式中： 張拉錨具變形和鋼筋內(nèi)

4、縮值； 長線臺(tái)座先張法： =5 mm 后張法螺絲端桿錨具（一條縫隙） =5 mm l 張拉端至固定端之間的距離。 ES 鋼筋彈性模量。1lslEla1aaa五、預(yù)應(yīng)力損失的概念：2、孔道摩擦損失： l2(后張法有）當(dāng) 0.2時(shí)： 式中： 從張拉端至計(jì)算截面的距離 從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道傾角。 摩擦系數(shù))/11 (2kxconle)(2kxconlkx, kx五、預(yù)應(yīng)力損失的概念：3、溫度應(yīng)力損失： l3 長線臺(tái)座生產(chǎn)時(shí)，采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)存在。4、鋼筋應(yīng)力松弛損失： l4 (先、后張法均有）5、混凝土收縮徐變應(yīng)力損失： l5 (先、后張法均有）預(yù)應(yīng)力損失的組合 張 拉 方 法先張法后張法第一批

5、預(yù)應(yīng)力損失（混凝土預(yù)壓前的預(yù)應(yīng)力損失）l= l1+ l4l= l1+ l2第二批預(yù)應(yīng)力損失（混凝土預(yù)壓后的預(yù)應(yīng)力損失）l= l5l= l4+ l5六、先、后張法構(gòu)件設(shè)計(jì)施工對(duì)比：1、先張法構(gòu)件需要臺(tái)座，故在預(yù)制廠生產(chǎn)中小型構(gòu)件。 后張法不需要臺(tái)座，故在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)大型構(gòu)件。2、設(shè)計(jì)中：先張法采用：換算截面A0 后張法采用： 凈面積Aj3、預(yù)應(yīng)力損失不同。4、預(yù)應(yīng)力傳遞不同： 先張法是依靠混凝土和鋼筋之間的粘結(jié)力來傳遞。 后張法是通過錨具來傳遞預(yù)應(yīng)力。5、預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力不同： 先張法con后張法con，但最終效果一致。第二節(jié) 先張法施工一、施工工藝臺(tái)座準(zhǔn)備刷隔離劑鋪放預(yù)應(yīng)力筋張拉并錨固安側(cè)模扎

6、橫向構(gòu)造筋澆混凝土養(yǎng)護(hù)放張脫模、堆放起供第二節(jié) 先張法施工二、臺(tái)座：（略）1、墩式臺(tái)座：2、槽式臺(tái)座：第二節(jié) 先張法施工三、預(yù)應(yīng)力筋的張拉：（一）張拉設(shè)備：1、張拉機(jī)具： 還有卷揚(yáng)機(jī)。第二節(jié) 先張法施工三、預(yù)應(yīng)力筋的張拉：（一）張拉設(shè)備：2、夾具：第二節(jié) 先張法施工三、預(yù)應(yīng)力筋的張拉：（二）張拉制度：1、超張拉制度： 0 105% con con 2、一次張拉制度： 0 103% con 持荷2分鐘第二節(jié) 先張法施工四、預(yù)應(yīng)力筋的放張： 1、放張的要求： 放張預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)，混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求，如無設(shè)計(jì)要求時(shí)，混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75%。 2、放張的方法： 鋼絲采用剪切、鋸

7、割或氧乙炔焰溶斷。 粗鋼筋可采用溶斷或穿心式砂箱放張。 當(dāng)放張多根預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，應(yīng)同時(shí)放張。第三節(jié) 后張法施工一、施工工藝鋪底模支側(cè)模、放構(gòu)造鋼筋埋管制孔澆混凝土抽管養(yǎng)護(hù)拆模穿預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力筋張拉孔道灌漿起吊運(yùn)輸?shù)谌?jié) 后張法施工二、孔道留設(shè)：孔道留設(shè)方法： 1、鋼管抽芯法留設(shè)48直線孔道 注意事項(xiàng)： （1）鋼管必須調(diào)直，表面光滑，刷潤滑劑。 （2）屋架下弦混凝土的澆注順序?yàn)椋?夏天 冬天 （3）恰當(dāng)掌握抽管時(shí)間：混凝土初凝完成，終凝開始時(shí)抽管。 （4）抽管順序：先上后下。第三節(jié) 后張法施工二、孔道留設(shè)：孔道留設(shè)方法： 2、膠管抽芯法留設(shè)48直線或曲線孔道 方法：在膠管內(nèi)注入壓力水或壓縮空氣。

8、3、預(yù)埋鐵皮管法波形管第三節(jié) 后張法施工三、預(yù)應(yīng)力筋及錨具 1、單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋及錨具 錨具為：螺絲端桿錨具和幫條錨具 張拉機(jī)具：YL型千斤頂?shù)谌?jié) 后張法施工三、預(yù)應(yīng)力筋及錨具 2、鋼筋束或鋼絞線束預(yù)應(yīng)力筋及錨具 錨具為：JM12型錨具 張拉機(jī)具：YC型穿心式張拉機(jī)第三節(jié) 后張法施工三、預(yù)應(yīng)力筋及錨具 3、鋼絲束預(yù)應(yīng)力筋及錨具 錨具為：鋼質(zhì)錐型錨具、鐓頭錨具 張拉機(jī)具：YZ型或YC型穿心式張拉機(jī)第三節(jié) 后張法施工三、預(yù)應(yīng)力筋及錨具： 4、預(yù)應(yīng)力筋的制作 單根預(yù)應(yīng)力筋的制作，一般包括配料、對(duì)焊、冷拉等工序。預(yù)應(yīng)力筋的下料長度，應(yīng)由計(jì)算確定。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮下列因素：結(jié)構(gòu)的孔道長度、錨具厚度、千斤

9、頂長度、焊接接頭或鐓頭的預(yù)留量、冷拉伸長值、彈性回縮值、張拉伸長值等。 為了保證預(yù)應(yīng)力筋下料準(zhǔn)確，對(duì)于鋼筋的冷拉率應(yīng)進(jìn)行實(shí)際測(cè)定，作為計(jì)算鋼筋下料長度的依據(jù)。當(dāng)測(cè)得的鋼筋冷拉率比較分散時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼筋逐根取樣分別編組，即把鋼筋冷拉率相差0.5以內(nèi)相接近的鋼筋對(duì)焊在一起，確保冷拉完成后的預(yù)應(yīng)力筋具有所要求的強(qiáng)度和長度，預(yù)應(yīng)力鋼筋經(jīng)冷拉后，鋼筋的彈性回縮率一般在0.3左右。第三節(jié) 后張法施工三、預(yù)應(yīng)力筋及錨具： 4、預(yù)應(yīng)力筋的制作 螺絲端桿外露在構(gòu)件孔道外的長度，根據(jù)墊板厚度，螺母高度和拉伸機(jī)與螺絲端桿連接所需長度確定，一般可選用120mm150mm。固定端用幫條錨具或鐓頭錨具時(shí)，其長度視錨具尺寸而定

10、。墊板螺帽mmmml1501202三、預(yù)應(yīng)力筋及錨具： 4、預(yù)應(yīng)力筋的制作 兩端采用螺絲端桿錨具的預(yù)應(yīng)力筋，其下料長度可按下列方法計(jì)算：預(yù)應(yīng)力筋全長：預(yù)應(yīng)力筋中的鋼筋冷拉完成后的長度： 預(yù)應(yīng)力筋中的鋼筋下料長度： 212llL542lLlndll)1)(1 (14下料2l4l1l5l5l2l或可近似地采用 式中： 包括錨具在內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋全長； 預(yù)應(yīng)力筋中鋼筋的下料長度； 構(gòu)件孔道長度； 螺絲端桿在構(gòu)件外的外露長度； 預(yù)應(yīng)力筋中的鋼筋冷拉完成后的長度； 螺絲端桿長度； 鋼筋直徑； 鋼筋的冷拉率； 鋼筋冷拉后的彈性回縮率。ndll141下料Ll1l4l2l5ld1第三節(jié) 后張法施工四、千斤頂校驗(yàn)：

11、 用千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，張拉力的大小主要由油泵上的壓力表讀數(shù)來表達(dá)。理論上，將壓力表讀數(shù)乘以活塞面積，而可求得張拉力的大小。設(shè)預(yù)應(yīng)力筋的張拉力為，千斤頂?shù)幕钊娣e為，則理論上的壓力表讀數(shù)可用下式計(jì)算：P= N/ F 但是，實(shí)際張拉力往往比公式（5.11）的計(jì)算值小。其主要原因是一部分力被活塞與油缸之間的摩阻力所抵銷，而摩阻力的大小又與許多因素有關(guān)，具體數(shù)值很難通過計(jì)算確定。因此，每次施工前千斤頂應(yīng)重新校驗(yàn)。 千斤頂與壓力表配套校驗(yàn)的方法，可用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力汁（如測(cè)力環(huán)、水銀標(biāo)準(zhǔn)箱、傳感器等）和試驗(yàn)機(jī)（如萬能試驗(yàn)機(jī)、長柱壓力機(jī)等）校驗(yàn)。其中以試驗(yàn)機(jī)校驗(yàn)方法較為普遍。 第三節(jié) 后張法施工五、預(yù)應(yīng)力筋的

12、張拉： 1 、預(yù)應(yīng)力筋張拉的一般要求和規(guī)定 對(duì)混凝土塊體的要求： 預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如設(shè)計(jì)無要求時(shí)，混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75。以確保在張拉過程中，混凝土不致于受壓而破壞。 預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序和張拉程序： 合理地選擇張拉順序和張拉程序，是施工中貫徹設(shè)計(jì)意圖，保證預(yù)應(yīng)力構(gòu)件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序，應(yīng)按設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，如設(shè)計(jì)無規(guī)定或受張拉設(shè)備限制時(shí)，則可分批、分階段、對(duì)稱地張拉，以免構(gòu)件承受過大的偏心壓力。 五、預(yù)應(yīng)力筋的張拉： 1、 預(yù)應(yīng)力筋張拉的一般要求和規(guī)定 預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序和張拉程序： 當(dāng)構(gòu)件同一截面有多根預(yù)應(yīng)力筋須分批拉時(shí)，則應(yīng)

13、考慮混凝土彈性壓縮對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的有效預(yù)應(yīng)力值的影響。所以，先一批張拉的頂應(yīng)力筋，其張拉力應(yīng)加上由于后幾批預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮所造成的預(yù)應(yīng)力損失值，使分批張拉完成后，每根預(yù)應(yīng)力筋的張拉力基本相等。 設(shè)分兩批張拉，則第一批張拉的預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力應(yīng)為： 式中： 第一批預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力； 設(shè)計(jì)控制應(yīng)力，即第二批預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制應(yīng)力； 鋼筋與混凝土的彈性模量比值； 第二批預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，在已張拉預(yù)應(yīng)力筋重心處產(chǎn)生 的混凝土法向應(yīng)力。 Econ1conpcEconcon1pc五、預(yù)應(yīng)力筋的張拉： 1、 預(yù)應(yīng)力筋張拉的一般要求和規(guī)定 張拉平臥重疊澆筑的構(gòu)件時(shí)，宜先上后下逐層進(jìn)行張

14、拉，為了減少上下層構(gòu)件之間的摩阻力引起的預(yù)應(yīng)力損失，可采用逐層加大張拉力的方法，但底層張拉力值：對(duì)碳素鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋，不宜比頂層張拉力大5；對(duì)于冷拉： 級(jí)鋼筋，不宜比頂層張拉力大9；但也不得大于預(yù)應(yīng)力筋的最大超張拉力的規(guī)定（一般每層增加1%）。若構(gòu)件之間隔離層的隔離效果較好時(shí)（例如用塑料薄膜作隔離層或用磚作隔離層。當(dāng)用磚作隔離層時(shí)，大部分磚在張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)取出，僅有局部的支承點(diǎn)，構(gòu)件之間基本上架空），也可自上而下采用同一張拉力值張拉。預(yù)應(yīng)力筋的張拉一般采用應(yīng)力控制方法，但應(yīng)校核預(yù)應(yīng)力筋的伸長值。預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際伸長值，宜在初應(yīng)力約為1O時(shí)開始量測(cè)，但必須加上初應(yīng)力以下的推算伸長值，并扣

15、除混凝土構(gòu)件在張拉過程中的彈性壓縮值。如實(shí)際伸長值比計(jì)算伸長值大于10或小于5時(shí)，應(yīng)暫停張拉，在采取措施予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。五、預(yù)應(yīng)力筋的張拉： 1、 預(yù)應(yīng)力筋張拉的一般要求和規(guī)定 預(yù)應(yīng)力筋在錨固過程中，應(yīng)檢查張拉端預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮量，內(nèi)縮量的數(shù)值不得大于下表中的規(guī)定。錨固階段張拉端預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮量允許值 注：.內(nèi)縮量是指預(yù)應(yīng)力筋錨固過程中，由于錨具零件之間和錨具與預(yù)應(yīng)力筋之間的相對(duì)移動(dòng)和局部塑性變形造成的回縮量； .當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)內(nèi)縮量允許值有專門規(guī)定時(shí)，可按設(shè)計(jì)規(guī)定確定 預(yù)應(yīng)力筋張拉、錨固完畢，需割去錨具外露出的頂應(yīng)力筋時(shí)，則留在錨具外的預(yù)應(yīng)力筋長度不得小于30，錨具應(yīng)用封端混凝土保護(hù)，當(dāng)需長期外露時(shí)，應(yīng)采用防止銹蝕的措施。錨 具 類 別內(nèi)縮量允許值（mm）支承式錨具（鐓頭錨、帶有螺絲端桿的錨具等）1錐塞式錨具5夾片式錨具5每塊后加的錨具墊板1第三節(jié) 后張法施工六、孔道灌漿： 預(yù)應(yīng)力筋錨固張拉后，應(yīng)進(jìn)行孔道灌漿。其主要作用是保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋，防止其銹蝕，并使預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)混凝土形成整體。 孔道灌漿用的砂漿，應(yīng)采用強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5普通硅酸鹽水泥配置的水泥漿；對(duì)空隙大的孔道，可采用水泥砂漿灌漿，水泥漿及砂漿強(qiáng)度，均不應(yīng)小于20MPa。水泥漿的水灰比宜在0.4左右，攪拌后三小時(shí)泌水率宜控制在2%左右，最大不得超過3%，當(dāng)需要增加孔道灌漿的密實(shí)性時(shí)，水泥漿中可