預(yù)應(yīng)力砼的基本知識(shí).

1、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理1. 預(yù)應(yīng)力砼的提出：預(yù)應(yīng)力砼的提出：普砼的缺點(diǎn)：普砼的缺點(diǎn)： 1).混凝土抗拉強(qiáng)度低，混凝土抗拉強(qiáng)度低，在使用荷載下在使用荷載下帶裂縫工作，影響耐久性，剛度，帶裂縫工作，影響耐久性，剛度，疲勞性。若疲勞性。若要不要不開裂，則要加大截開裂，則要加大截面面積面面積或用鋼量，或用鋼量，增加自重。增加自重。不開裂不開裂 s = 2030N/mm2一、一、 預(yù)應(yīng)力砼的基本概念預(yù)應(yīng)力砼的基本概念2).難以利用高強(qiáng)度鋼筋。難以利用高強(qiáng)度鋼筋。與與 max對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的 s = 250N/mm2。而鋼絞線抗拉強(qiáng)。而鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可達(dá)度設(shè)計(jì)值可達(dá)1860N/

2、mm2 。高強(qiáng)鋼筋不能充分。高強(qiáng)鋼筋不能充分發(fā)揮作用。發(fā)揮作用。例：例： max=0.20.3mm s=150250MPa一、一、 預(yù)應(yīng)力砼的基本概念預(yù)應(yīng)力砼的基本概念2. 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念 定義：定義：利用張拉鋼筋的回彈，在構(gòu)件利用張拉鋼筋的回彈，在構(gòu)件受荷受荷之前，之前， 給混凝土的給混凝土的受拉區(qū)受拉區(qū)預(yù)先預(yù)先施加壓應(yīng)力施加壓應(yīng)力，用以全部用以全部或部分抵消外荷載引起的拉應(yīng)力的一種加筋混或部分抵消外荷載引起的拉應(yīng)力的一種加筋混凝土凝土 預(yù)壓應(yīng)力可以部分或全部抵消外荷載產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力可以部分或全部抵消外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力，因此可的拉應(yīng)力，因此可推遲推遲甚至避免裂縫的

3、出現(xiàn)。甚至避免裂縫的出現(xiàn)。通過人為控制預(yù)壓力通過人為控制預(yù)壓力N的大小，可使梁截面受的大小，可使梁截面受拉邊緣混凝土產(chǎn)生拉邊緣混凝土產(chǎn)生壓應(yīng)力壓應(yīng)力、零應(yīng)力零應(yīng)力或或很小的拉很小的拉應(yīng)力應(yīng)力，以滿足不同的裂縫控制要求。，以滿足不同的裂縫控制要求。壓應(yīng)力壓應(yīng)力零應(yīng)力零應(yīng)力很小的拉應(yīng)力很小的拉應(yīng)力優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、 提高構(gòu)件的抗裂能力提高構(gòu)件的抗裂能力2、 增大了構(gòu)件的剛度。耐久性好，耐疲勞，增大了構(gòu)件的剛度。耐久性好，耐疲勞，提高抗剪承載力。提高抗剪承載力。3、充分利用高強(qiáng)度材料的性能。充分利用高強(qiáng)度材料的性能。與普通鋼與普通鋼 筋砼相比，節(jié)約鋼材筋砼相比，節(jié)約鋼材3050，減輕結(jié)，減輕結(jié) 構(gòu)自重

4、構(gòu)自重30。 4、 擴(kuò)大了構(gòu)件的使用范圍：減輕自重，擴(kuò)大了構(gòu)件的使用范圍：減輕自重，加大跨度，提高適用能力。加大跨度，提高適用能力。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：成本高，材料質(zhì)量要求高，工序復(fù)雜，技成本高，材料質(zhì)量要求高，工序復(fù)雜，技術(shù)水平要求高。術(shù)水平要求高。二、二、 預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)1) 先張法與后張法先張法與后張法先張法：先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后澆灌混凝土先張法：先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后澆灌混凝土后張法：先澆灌混凝土，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后張法：先澆灌混凝土，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度 后再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力鋼筋后再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力鋼筋2) 全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力全預(yù)應(yīng)力：在使用荷載作用下，構(gòu)件截

5、面混凝全預(yù)應(yīng)力：在使用荷載作用下，構(gòu)件截面混凝 土不出現(xiàn)拉應(yīng)力，即全截面受壓。土不出現(xiàn)拉應(yīng)力，即全截面受壓。部分預(yù)應(yīng)力：在使用荷載作用下，構(gòu)件截面混凝部分預(yù)應(yīng)力：在使用荷載作用下，構(gòu)件截面混凝 土允許出現(xiàn)拉應(yīng)力或開裂，即部分土允許出現(xiàn)拉應(yīng)力或開裂，即部分 截面受壓。截面受壓。三、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類三、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類3) 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力：沿預(yù)應(yīng)力筋全長(zhǎng)其周圍均與混凝粘結(jié)預(yù)應(yīng)力：沿預(yù)應(yīng)力筋全長(zhǎng)其周圍均與混凝 土粘結(jié)、握裹在一起的預(yù)應(yīng)力混土粘結(jié)、握裹在一起的預(yù)應(yīng)力混 凝土結(jié)構(gòu)。凝土結(jié)構(gòu)。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力筋伸縮、滑動(dòng)自由，不與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力：預(yù)應(yīng)

6、力筋伸縮、滑動(dòng)自由，不與 周圍混凝土粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土周圍混凝土粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土 結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。三、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類三、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)定義：一般指在預(yù)應(yīng)力鋼筋外面涂防腐油脂外包塑料定義：一般指在預(yù)應(yīng)力鋼筋外面涂防腐油脂外包塑料 套管防止鋼筋與混凝土粘結(jié)，按后張法制作的套管防止鋼筋與混凝土粘結(jié)，按后張法制作的 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： （1）結(jié)構(gòu)自重輕）結(jié)構(gòu)自重輕 （2）施工簡(jiǎn)便、速度快）施工簡(jiǎn)便、速度快 （3）抗腐蝕能力強(qiáng)）抗腐蝕能力強(qiáng) （4）使用性能良好）使用性能良好 （5）防火性能滿足要求（）防火性能滿足要求（6）

7、抗震性能好）抗震性能好 （7）應(yīng)用廣泛）應(yīng)用廣泛四、四、 施加預(yù)應(yīng)力的方法施加預(yù)應(yīng)力的方法張拉設(shè)備張拉設(shè)備按照張拉鋼筋與澆搗混凝土的先后次序不同可分為按照張拉鋼筋與澆搗混凝土的先后次序不同可分為：張拉鋼筋張拉鋼筋 支模、澆砼支模、澆砼 砼達(dá)到一定強(qiáng)度（約為強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的砼達(dá)到一定強(qiáng)度（約為強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的75）剪絲剪絲 產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力1. 先張法： 先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后澆灌混凝土先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后澆灌混凝土主要工序：澆砼，預(yù)留孔道澆砼，預(yù)留孔道達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度（約為強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的（約為強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的75） ，穿筋，穿筋張拉鋼筋，錨固張拉鋼筋，錨固孔道灌漿孔道灌漿2. 后張法：先澆灌混凝土，待

8、混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后再?gòu)埾葷补嗷炷?，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力鋼筋拉預(yù)應(yīng)力鋼筋主要工序：錨具錨具 先張法構(gòu)件是通過先張法構(gòu)件是通過預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋與與混凝土混凝土之間之間的的粘結(jié)力粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力的。傳遞預(yù)應(yīng)力的。 后張法構(gòu)件是依靠其后張法構(gòu)件是依靠其兩端的錨具兩端的錨具錨住預(yù)應(yīng)力錨住預(yù)應(yīng)力鋼筋并傳遞預(yù)應(yīng)力的。鋼筋并傳遞預(yù)應(yīng)力的。 3。先張法和后張法分別靠什么。先張法和后張法分別靠什么來傳遞預(yù)應(yīng)力的？來傳遞預(yù)應(yīng)力的？先張法：先張法：工序少、工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量易保證。適合工序少、工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量易保證。適合于成批中小型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件生產(chǎn)于成批中小型預(yù)應(yīng)力構(gòu)件生產(chǎn),不耗錨不耗錨具、成本低。具、

9、成本低。后張法：后張法：不需要臺(tái)座，比較靈活，構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)施工不需要臺(tái)座，比較靈活，構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)施工制作時(shí)，可現(xiàn)場(chǎng)張拉制作時(shí)，可現(xiàn)場(chǎng)張拉,需要錨具成本高。需要錨具成本高。4。 先、后張法的適用范圍和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。先、后張法的適用范圍和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。先張法和后張法的比較先張法和后張法的比較10.2 預(yù)應(yīng)力砼的材料與預(yù)應(yīng)力砼的材料與 錨夾具錨夾具 1.預(yù)應(yīng)力砼的材料預(yù)應(yīng)力砼的材料1）預(yù)應(yīng)力鋼筋：）預(yù)應(yīng)力鋼筋：a. 高強(qiáng)度高強(qiáng)度b. 與砼之間有良好的粘結(jié)強(qiáng)度，與砼之間有良好的粘結(jié)強(qiáng)度，c. 良好塑性，良好塑性，d. 良好的加工性能。良好的加工性能。預(yù)應(yīng)力鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋：鋼絞線，鋼絲，熱處理鋼筋鋼絞線，

10、鋼絲，熱處理鋼筋。1）預(yù)應(yīng)力鋼筋）預(yù)應(yīng)力鋼筋單根鋼筋單根鋼筋 鋼筋束鋼筋束鋼絞線鋼絞線平行鋼絲平行鋼絲C30一般預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件一般預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件采用熱處理鋼筋、碳素采用熱處理鋼筋、碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件線的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件C40a. 高強(qiáng)度，只有混凝土的抗壓強(qiáng)度較高，才能高強(qiáng)度，只有混凝土的抗壓強(qiáng)度較高，才能 建立較高的通預(yù)建立較高的通預(yù) 壓應(yīng)力，使構(gòu)件獲得較高的壓應(yīng)力，使構(gòu)件獲得較高的 抗裂性?？沽研浴?b. 收縮和徐變小收縮和徐變小c. 快硬、早強(qiáng)、快硬、早強(qiáng)、 2）預(yù)應(yīng)力砼）預(yù)應(yīng)力砼*夾具：夾具：構(gòu)件制作完后，構(gòu)件制作完后，能取下重復(fù)使用能取

11、下重復(fù)使用。剪斷預(yù)剪斷預(yù)應(yīng)力筋后夾具的作用即消應(yīng)力筋后夾具的作用即消失。失。 *錨具錨具：永久錨固在構(gòu)件永久錨固在構(gòu)件端部，與構(gòu)件連成一整端部，與構(gòu)件連成一整體，不能取下重復(fù)使用。體，不能取下重復(fù)使用。2. 錨具與夾具錨具與夾具錨塊錨塞型：由錨塊和錨塞組成。錨塊錨塞型：由錨塊和錨塞組成。螺桿螺帽型：由螺桿、螺帽、墊板組成。螺桿螺帽型：由螺桿、螺帽、墊板組成。鐓頭型錨具鐓頭型錨具錨具的種類錨具的種類:錨具的種類錨具的種類:一、一、 張拉控制應(yīng)力：張拉控制應(yīng)力： con con p1531） con：張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，張拉設(shè)備所指張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，張拉設(shè)備所指示出的示出的總張拉力總張拉力除以除以預(yù)

12、應(yīng)力鋼筋的截預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積得出的應(yīng)力值。面面積得出的應(yīng)力值。2） con的確定原則：的確定原則：與預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)與預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值有關(guān)，與預(yù)應(yīng)力的施準(zhǔn)值有關(guān)，與預(yù)應(yīng)力的施加方式有關(guān)。加方式有關(guān)。10.3 張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失鋼種鋼種先張法先張法后張法后張法消除應(yīng)力鋼絲、消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線鋼絞線0.75 fptk0.75 fptk熱處理鋼筋熱處理鋼筋0.70 fptk0.65 fptk張拉方法張拉方法鋼筋種類鋼筋種類張拉控制應(yīng)力允許值張拉控制應(yīng)力允許值a) 張拉時(shí)個(gè)別鋼筋可能被拉斷；張拉時(shí)個(gè)別鋼筋可能被拉斷；b) 使開裂荷載與破壞荷載相近，可能產(chǎn)生無

13、預(yù)使開裂荷載與破壞荷載相近，可能產(chǎn)生無預(yù)兆的脆性破壞；兆的脆性破壞；為什么為什么con 不能過大，也不能過??？不能過大，也不能過小？1. con 過高?？赡芤疬^高?？赡芤?為了保證構(gòu)件中建立必要的為了保證構(gòu)件中建立必要的有效預(yù)應(yīng)力有效預(yù)應(yīng)力， con 也不能也不能過小。不應(yīng)小于過小。不應(yīng)小于0.4fptk2. con不能不能過小過小預(yù)應(yīng)力筋按預(yù)應(yīng)力筋按 con張拉后，由于各種原因其鋼筋張拉后，由于各種原因其鋼筋應(yīng)力會(huì)下降到一定的程度，這一現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損應(yīng)力會(huì)下降到一定的程度，這一現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。失。引起預(yù)應(yīng)力損失的原因有引起預(yù)應(yīng)力損失的原因有六大類六大類。先分別找出。先分別找出這些損

14、失出現(xiàn)的原因，再根據(jù)先張法和后張法的施這些損失出現(xiàn)的原因，再根據(jù)先張法和后張法的施工特點(diǎn)，了解不同預(yù)應(yīng)力損失的組合。工特點(diǎn)，了解不同預(yù)應(yīng)力損失的組合。 con l = P P 有效預(yù)應(yīng)力。有效預(yù)應(yīng)力。二、二、 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失 l二、二、 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失 l1. 張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失損失 l1（先張、后張）（先張、后張） 2. 2. 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失 l2l2（后張法，先張法鋼筋折線時(shí)酌情）（后張法，先張法鋼筋折線時(shí)酌情）3. 3. 砼加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉的鋼筋與承受拉力砼加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)的設(shè) 備