預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件ppt課件教學(xué)教程

1、第五篇 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件第十四章 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理第十五章 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 第十六章 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件 第十四章14.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念14.2 預(yù)加應(yīng)力的效果14.3 預(yù)加應(yīng)力的方法14.4預(yù)應(yīng)力混凝土分類14.5 預(yù)應(yīng)力混凝土材料及錨夾具14.6 預(yù)應(yīng)力損失14.7 預(yù)應(yīng)力的傳遞和局部承壓14.8 等效荷載14.9 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展14.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念原理是利用預(yù)先施加的拉應(yīng)力抵抗使用過程中出現(xiàn)的壓應(yīng)力，或利用預(yù)先施加的壓應(yīng)力抵抗使用過程中出現(xiàn)的拉應(yīng)力?；炷恋目估阅苓h(yuǎn)好于抗壓性能，其抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)度的1/181/8，極限拉應(yīng)變僅為0.

2、1010-30.1510-3。在正常使用階段，普通鋼筋混凝土梁一般是帶裂縫工作的，截面的開裂導(dǎo)致構(gòu)件剛度降低、變形增大，結(jié)構(gòu)的耐久性降低。14.1.2 施加預(yù)應(yīng)力的目的林同炎 (1)預(yù)加應(yīng)力的目的是將混凝土變成彈性材料 , “無拉應(yīng)力”或“零應(yīng)力”作為預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 2預(yù)加應(yīng)力的目的是使高強(qiáng)鋼材和混凝土能夠共同工作3預(yù)加應(yīng)力的目的是荷載平衡14.2 預(yù)加應(yīng)力的效果14.2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼筋混凝土的比較1.裂縫及變形裂縫出現(xiàn)遲、裂寬小，因此剛度大；同時(shí)施加預(yù)應(yīng)力會產(chǎn)生反拱，所以撓度很小 .2鋼筋應(yīng)力變化情況開裂后的鋼筋混凝土梁中的鋼筋應(yīng)力隨外荷載的增加而增加，內(nèi)力臂的變化不大，抵抗

3、彎矩的增大主要靠鋼筋應(yīng)力的增加。而預(yù)應(yīng)力筋由于已有較高的預(yù)拉應(yīng)力，在使用荷載范圍內(nèi)，隨著外載的增加，抵抗彎矩的增大主要靠內(nèi)力臂的增加。預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力增長比例小，因此在使用荷載下，即使預(yù)應(yīng)力梁開裂，裂寬也較小。3裂縫閉合預(yù)應(yīng)力程度高的預(yù)應(yīng)力梁，超載時(shí)可能開裂，但卸載后裂縫會閉合。鋼筋混凝土梁裂縫閉合程度較差。4預(yù)應(yīng)力被克服后 一旦預(yù)應(yīng)力被克服，預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土之間就沒有本質(zhì)的不同，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的受彎承載力或軸拉構(gòu)件的承載力與鋼筋混凝土相同，與是否施加預(yù)應(yīng)力無關(guān)。14.2.2 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)1變被動設(shè)計(jì)為主動設(shè)計(jì);2在使用荷載作用下不開裂或延遲開裂、限制裂縫開展，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。

4、3可以合理、有效地利用高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土，從而節(jié)省材料，減輕結(jié)構(gòu)自重。4可以提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度，使混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。5施加預(yù)應(yīng)力相當(dāng)于對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件作了一次檢驗(yàn)，有利于保證質(zhì)量。6由于在正常使用階段鋼筋和混凝土的應(yīng)力變化幅度較小，重復(fù)荷載下的抗疲勞性能較好。7具有良好的裂縫閉合性能。8提高抗剪性能。14.3 預(yù)加應(yīng)力的方法 張拉預(yù)應(yīng)力筋的方法又有千斤頂張拉、機(jī)械張拉、電熱法張拉、化學(xué)張拉等。目前應(yīng)用最普遍的是用液壓千斤頂張拉預(yù)應(yīng)力筋。千斤頂張拉可分為先張法和后張法兩類。14.3.1 先張法1在生產(chǎn)臺座上張拉鋼筋至要求的控制應(yīng)力，并將其臨時(shí)錨固于臺座上。2制作混凝土構(gòu)件。3待構(gòu)件

5、混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度(規(guī)范規(guī)定，不宜低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的75%)后，放松預(yù)應(yīng)力筋。由于預(yù)應(yīng)力筋的回縮受到混凝土構(gòu)件的約束，混凝土構(gòu)件受壓產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。先張法一般用于生產(chǎn)中小型構(gòu)件，如樓板、屋面板、檁條和中小型吊車梁等。14.3.2 后張法1制作混凝土構(gòu)件(或塊體)，并在預(yù)應(yīng)力筋位置處預(yù)留孔道。2待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(規(guī)范規(guī)定，不宜低于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的75%)后，穿預(yù)應(yīng)力筋，然后直接在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力筋，同時(shí)混凝土受壓。3當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋張拉至要求的控制應(yīng)力值時(shí)，在張拉端用錨具將其錨固，使構(gòu)件的混凝土維持受壓狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力的傳遞主要是依靠設(shè)置在預(yù)應(yīng)力筋兩端的錨固裝置(錨具及其墊板等)。一般適用于

6、現(xiàn)場施工的大型構(gòu)件或結(jié)構(gòu)。14.4預(yù)應(yīng)力混凝土分類全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土隨預(yù)應(yīng)力和荷載相對大小的變化，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受拉區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)有三種可能，即：受拉區(qū)混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力，仍處于受壓狀態(tài)；受拉區(qū)混凝土已出現(xiàn)拉應(yīng)力，但截面尚未開裂；受拉區(qū)混凝土已經(jīng)開裂。 無粘結(jié)和有粘結(jié) 對后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)狀態(tài)，可以分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋張拉至要求的應(yīng)力后，以有粘結(jié)的材料通過壓力灌漿將預(yù)留孔道填實(shí)封閉，使預(yù)應(yīng)力筋沿全長與周圍混凝土粘結(jié)，這種構(gòu)件即稱為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；當(dāng)預(yù)應(yīng)力筋沿全長與周圍混凝土不粘結(jié)、可發(fā)生相對滑動

7、，靠錨具傳力，這種構(gòu)件即稱為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。 14.5 預(yù)應(yīng)力混凝土材料及錨夾具混凝土 :預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C30；當(dāng)采用碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，不宜低于C40。預(yù)應(yīng)力筋 :預(yù)應(yīng)力筋要求高強(qiáng)度、低松馳預(yù)應(yīng)力筋將會產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失(降低)，其值有時(shí)可達(dá)到200N/mm2左右;灌漿材料 :一般采用純水泥漿，強(qiáng)度等級不應(yīng)低于M20，水灰比宜為0.400.45。 14.5.1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的錨夾具 錨具和夾具是錨固預(yù)應(yīng)力筋的工具，它主要是依靠摩阻、握裹和承壓來固定預(yù)應(yīng)力筋。能夠重復(fù)使用的稱為夾具；留在構(gòu)件上不再取下的稱為錨具。 一群錨錨具 國內(nèi)的群

8、錨有QM、OVM、HVM及XM等多種，其原理相同，僅局部構(gòu)造處理方法不同。二JM型錨具二JM型錨具三螺絲端桿錨具四鐓頭錨具五弗式錨具14.6 預(yù)應(yīng)力損失14.6.1 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力是張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，張拉設(shè)備所控制的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積得到的應(yīng)力值。為了充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)，張拉控制應(yīng)力 宜定得高一點(diǎn)，以使混凝土獲得較高的預(yù)壓應(yīng)力，提高構(gòu)件的抗裂性。 但 過高，構(gòu)件開裂時(shí)的荷載與破獲時(shí)的荷載接近，構(gòu)件開裂不久即喪失承載力； 在張拉控制應(yīng)力相同時(shí)，后張法的實(shí)際預(yù)應(yīng)力效果高于稱張法。因此，對于相同種類的鋼筋，先張法的張拉控制應(yīng)力可高于后張法。14.6.2 預(yù)應(yīng)力損失*由于預(yù)應(yīng)力

9、施工工藝和材料性能等原因，預(yù)應(yīng)力筋中的初始預(yù)應(yīng)力在施工及使用過程中將不斷降低，這種現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。規(guī)范建議的預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算方法和減少預(yù)應(yīng)力損失的措施。一預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數(shù)，按表14-3取用； x張拉端至計(jì)算截面的距離（m），并不應(yīng)大于；當(dāng) x+0.2時(shí)，l2可按下列近似公式計(jì)算：為了減少摩擦損失，可采用兩端張拉或超張拉。二錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失只須考慮張拉端，不須考慮錨固端，因?yàn)殄^固端的錨具變形等在張拉過程中已經(jīng)完成。三混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)預(yù)應(yīng)力筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失為了減少混凝土加熱養(yǎng)護(hù)溫差引起

10、的預(yù)應(yīng)力損失，可采用二次升溫養(yǎng)護(hù)，即首先按設(shè)計(jì)允許的溫差范圍控制升溫，待混凝土凝固并具有一定的強(qiáng)度后，再進(jìn)行二次升溫 四預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線 普通松弛 低松弛熱處理鋼筋一次張拉 超張拉 五混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 、 先張法構(gòu)件： 后張法構(gòu)件： 六螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋局部擠壓混凝土引起的預(yù)應(yīng)力損失14.6.3 預(yù)應(yīng)力損失的組合通常把混凝土預(yù)壓前產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失稱為第一批損失，其值以符號 表示;把混凝土預(yù)壓后產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失稱為第二批損失， 表14-4 各階段預(yù)應(yīng)力損失值的組合混凝土預(yù)壓前(第一批)的損失混凝土預(yù)壓后(第二批)的損失預(yù)應(yīng)力損失值的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件14.7 預(yù)應(yīng)力的傳遞和局部承壓一預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力傳遞長度預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力由零增至最大值所需要的長度稱為預(yù)應(yīng)力的傳遞長度，以符號 表示。二預(yù)應(yīng)力筋的錨固長度14.7.2 局部受壓承載力計(jì)算一局部受壓面積驗(yàn)算Fl1.35clfcAln 二局部受壓承載力驗(yàn)算14.8 等效荷載