PPT混凝土結(jié)構(gòu)原理10

第十一章預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝凝土結(jié)構(gòu)的受受力性能混凝土結(jié)構(gòu)基基本原理一、基本概念念1.預(yù)應(yīng)力混凝土土的特點(diǎn)加載加載*提高剛度和和抗裂度*減輕結(jié)構(gòu)自自重*提高梁的抗抗扭和抗剪承承載力，但不不提高抗彎承承載力*提高梁的抗抗疲勞承載力力保護(hù)鋼筋免免受大氣腐蝕蝕一、基本概念念2.先張法和后張張法張拉鋼筋并在臺(tái)座上固定澆注混凝土構(gòu)件混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí)剪斷鋼筋澆混凝土構(gòu)件，并在構(gòu)件中預(yù)留孔道在構(gòu)件中預(yù)留孔道中穿鋼筋并張拉錨固灌漿一、基本概念念3.有粘結(jié)和無(wú)粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混混凝土有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土先張法生產(chǎn)的的預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件以及及后張法張拉拉鋼筋后在孔孔道中灌漿所所生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件特點(diǎn)受力性能好，，裂縫分布均均勻，裂縫寬寬度較小一、基本概念念3.有粘結(jié)和無(wú)粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混混凝土無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土后張法張拉鋼鋼筋后不在孔孔道中灌漿所所生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件特點(diǎn)造價(jià)低，便于于以后再次張張拉或更換預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋一、基本概念念4.全預(yù)應(yīng)力和部部分預(yù)應(yīng)力使用荷載下不出現(xiàn)拉應(yīng)力或裂縫全預(yù)應(yīng)力混凝凝土構(gòu)件使用荷載下允許混凝土受拉區(qū)產(chǎn)生寬度不大的裂縫部分預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件二、施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力的方法1.張拉預(yù)應(yīng)力筋筋的方法*直接張拉法法：用千斤頂頂?shù)葯C(jī)械工具具直接張拉預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋*電熱法：低低電壓強(qiáng)電流流通過鋼筋使使其發(fā)熱伸長(zhǎng)長(zhǎng)，達(dá)設(shè)計(jì)要要求時(shí)斷電*連續(xù)配筋法法：用旋轉(zhuǎn)工工作臺(tái)將預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋纏繞于于混凝土塊體體上或水池壁壁上*自張法：用用自應(yīng)力水泥泥制成混凝土土，結(jié)硬時(shí)混混凝土膨脹帶帶動(dòng)混凝土中中的鋼筋一起起伸長(zhǎng)，在混混凝土中產(chǎn)生生壓力*直接加壓法法：用千斤頂頂直接在構(gòu)件件兩端加力使使其獲得預(yù)壓壓力二、施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力的方法2.錨具和夾具*夾具：主要要依靠摩擦力力來(lái)夾住鋼筋筋，它不留在在構(gòu)件上，剪剪斷預(yù)應(yīng)力筋筋后夾具的作作用即消失*錨具：永久久地留在構(gòu)件件上，如錨具具失效構(gòu)件中中的預(yù)應(yīng)力將將全部消失。。二、施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力的方法2.錨具和夾具摩擦型錨具二、施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力的方法2.錨具和夾具墩頭錨具二、施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力的方法2.錨具和夾具粘結(jié)型錨具：：利用構(gòu)件端部部預(yù)留錐形自自錨孔的后澆澆混凝土錨固固預(yù)應(yīng)力鋼筋筋灌漿口（灌漿錨固）6~8螺旋筋8箍筋3鉛絲線圈預(yù)應(yīng)力筋二、施加預(yù)應(yīng)應(yīng)力的方法2.錨具和夾具承壓型錨具：：利用螺帽、墊墊板等的承壓壓作用將預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋錨固固在端部預(yù)應(yīng)力筋墊板螺絲桿端螺母對(duì)焊接頭三、預(yù)應(yīng)力混混凝土所用的的材料1.鋼筋強(qiáng)度高；與混混凝土間有足足夠的粘結(jié)力力；良好的加加工性能和一一定的塑性要求處于侵蝕介質(zhì)質(zhì)中的預(yù)應(yīng)力力混凝土構(gòu)件件，不宜采用用熱處理鋼筋筋、碳素鋼絲絲、刻痕鋼絲絲、鋼絞線等等作為預(yù)應(yīng)力力鋼筋鋼筋冷拉鋼筋、熱熱處理鋼筋、、碳素鋼絲、、刻痕鋼絲、、鋼絞線、冷冷拔低碳鋼絲絲注意對(duì)直接承受動(dòng)動(dòng)荷載的預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土構(gòu)構(gòu)件，不得采采用有焊接接接頭的冷拉鋼鋼筋三、預(yù)應(yīng)力混混凝土所用的的材料2.混凝土C30一般預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件采用熱處理鋼鋼筋、碳素鋼鋼絲、刻痕鋼鋼絲、鋼絞線線的預(yù)應(yīng)力混混凝土構(gòu)件C40四、張拉控制制應(yīng)力con的確定1.con對(duì)結(jié)構(gòu)的影響響ApconApconApconApcon使構(gòu)件出現(xiàn)脆脆性破壞con越大，混凝土土中的預(yù)壓應(yīng)應(yīng)力越大，但但過大會(huì)產(chǎn)生生如下問題預(yù)應(yīng)力筋過早早進(jìn)入流幅，，降低其塑性性增加鋼筋的松松弛損失四、張拉控制制應(yīng)力con的確定2.con的取值A(chǔ)pconApconApconApcon預(yù)應(yīng)力鋼筋屈屈服強(qiáng)度的0.5~0.9冷拉鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋極極限抗拉強(qiáng)度度的0.4~0.75預(yù)應(yīng)力鋼筋極極限抗拉強(qiáng)度度的0.4~0.70碳素鋼絲、刻刻痕鋼絲、鋼鋼絞線冷拔低碳鋼絲絲、熱處理鋼鋼筋五、預(yù)應(yīng)力損損失值1.預(yù)應(yīng)力損失的的種類ApconApconApconApcon前期損失或第第一批損失如錨具變形、、管道摩擦、、臺(tái)座與鋼筋筋的溫差、鋼鋼筋松弛損失失等發(fā)生在預(yù)應(yīng)力傳到混凝土之前后期損失或第第二批損失如混凝土收縮縮徐變、局部部擠壓損失等等發(fā)生在預(yù)應(yīng)力傳到混凝土之后五、預(yù)應(yīng)力損損失值1.預(yù)應(yīng)力損失的的種類前期損失或第第一批損失ApconApconApconApcon后期損失或第第二批損失預(yù)應(yīng)力損失值值不宜籠統(tǒng)地地估算，應(yīng)予予分項(xiàng)計(jì)算，，然后相加確確定總的損失失值但各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力力損失值又不不是截然無(wú)關(guān)關(guān)的。試圖求求得各項(xiàng)預(yù)應(yīng)應(yīng)力損失的““凈值”是很很困難的。五、預(yù)應(yīng)力損損失值2.管道摩擦損失失l2PPxPx-dPx預(yù)應(yīng)力筋軸線張拉端錨固端xdxddPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrP后張法中，張張拉鋼筋時(shí)，，鋼筋在孔道道中滑動(dòng)，就就會(huì)產(chǎn)生摩擦擦力主要由兩部分組成*孔道偏差等等因素引起的的*曲線型孔道道而引起的五、預(yù)應(yīng)力損損失值2.管道摩擦損失失l2PPxPx-dPx預(yù)應(yīng)力筋軸線張拉端錨固端xdxddPxPx-dP1dP1dxr由孔道偏差引起的損失值與預(yù)應(yīng)力和孔道長(zhǎng)度成正比負(fù)號(hào)表示dP1和Px方向相反五、預(yù)應(yīng)力損損失值2.管道摩擦損失失l2PPxPx-dPx預(yù)應(yīng)力筋軸線張拉端錨固端xdxddPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrPdPxPxddP2+dP1Px-dPx五、預(yù)應(yīng)力損損失值2.管道摩擦損失失l2PPxPx-dPx預(yù)應(yīng)力筋軸線張拉端錨固端xdxddPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrPdPxPxddP2+dP1Px-dPx五、預(yù)應(yīng)力損損失值2.管道摩擦損失失l2PPxPx-dPx預(yù)應(yīng)力筋軸線張拉端錨固端xdxddPxPx-dP1dP1dxrdP2dPxPx-dP2dxrPdPxPxddP2+dP1Px-dPx考慮孔道每米米長(zhǎng)度局部偏偏差的摩擦系系數(shù)，教材表表10-2預(yù)應(yīng)力鋼筋與與孔道壁間的的摩擦系數(shù)，，教材表10-2五、預(yù)應(yīng)力損損失值2.管道摩擦損失失l2PPxPx-dPx預(yù)應(yīng)力筋軸線張拉端錨固端xdxd采用超張拉可可以減少l2建議的張拉程序?yàn)?1.1con停2分鐘0.85con停2分鐘con五、預(yù)應(yīng)力損損失值3.錨具變形和鋼鋼筋回縮損失l1由于錨具、、墊塊本身身的變形，，其間裂縫縫的壓緊及及鋼筋在錨錨具中的滑滑移引起的的損失張拉端至錨錨固端之間間的距離預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的彈性模模量張拉端錨具具的變形和和鋼筋的內(nèi)內(nèi)縮值，見見教材表10-3五、預(yù)應(yīng)力力損失值3.錨具變形和和鋼筋回縮縮損失l1應(yīng)注意的幾個(gè)個(gè)問題*由塊體拼拼裝的結(jié)構(gòu)構(gòu)，尚應(yīng)考考慮填逢間間的預(yù)壓變變形。當(dāng)采采用混凝土土或砂漿為為填逢材料料時(shí)，每條條縫的預(yù)壓壓變形值為為1mm*先張法構(gòu)件，當(dāng)臺(tái)臺(tái)座長(zhǎng)度超超過100m時(shí)，可忽略略l1*后張法構(gòu)件，l1只考慮張拉端端，因錨固固端錨具在在張拉過程程中已被壓壓緊五、預(yù)應(yīng)力力損失值3.錨具變形和和鋼筋回縮縮損失l1應(yīng)注意的幾個(gè)個(gè)問題*此式不適用于曲線線配筋的后后張法構(gòu)件件（具體算算法可參考考相關(guān)文件件）錨固前的應(yīng)力圖錨固后的應(yīng)力圖摩擦力l1l1/2lfcon（0）五、預(yù)應(yīng)力力損失值4.溫差應(yīng)力損失l3溫度為t0時(shí)的應(yīng)力為con溫度升到t1時(shí)由于混凝土未結(jié)硬此處的應(yīng)力為con’溫度回落到t0時(shí)由于混凝土已結(jié)硬和鋼筋同時(shí)回縮，此處的應(yīng)力為con’’<con混凝土蒸汽汽養(yǎng)護(hù)時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋筋與臺(tái)座之之間溫差引引起的損失失鋼筋的線膨膨脹系數(shù)*采用二次升升溫法可減減少l3:先在常溫下下養(yǎng)護(hù),當(dāng)混凝土的的強(qiáng)度達(dá)到到7.5~10N/mm2時(shí)再逐漸升升溫五、預(yù)應(yīng)力力損失值5.應(yīng)力松弛損失l4鋼筋在高應(yīng)應(yīng)力作用下下，長(zhǎng)度不不變而應(yīng)力力隨時(shí)間逐逐漸降低的的現(xiàn)象稱為為應(yīng)力松弛弛鋼筋張拉后后1小時(shí)內(nèi)約完完成總松弛弛的50%，24小時(shí)內(nèi)完成成總松弛的的80%，以后逐漸漸收斂采用超張拉拉時(shí)為0.9，不采用時(shí)時(shí)為1.0常數(shù)參見規(guī)規(guī)范的相關(guān)關(guān)內(nèi)容五、預(yù)應(yīng)力力損失值5.應(yīng)力松弛損失l4采用超張拉拉可以減少少l4建議的張拉程序?yàn)?(1.05~1.16)con停2~5分鐘0con在高應(yīng)力下下，本需1小時(shí)才能完完成的損失失，在2~5分鐘內(nèi)就完完成了大部部分五、預(yù)應(yīng)力力損失值6.混凝土收縮縮徐變損失l5收縮和徐變變兩者相互互有關(guān)，很很難精確計(jì)計(jì)算，為了了簡(jiǎn)化兩項(xiàng)項(xiàng)損失可合合并考慮受拉區(qū)或受受壓區(qū)各自自預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋和非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的配筋率率受拉區(qū)或受受壓區(qū)預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋在在各自合力力作用點(diǎn)處處混凝土的的法向壓應(yīng)應(yīng)力高濕環(huán)境中中可降低50%干燥環(huán)境中中應(yīng)增加20~30%系數(shù)A、B、C、D參見教材中中的相關(guān)規(guī)規(guī)定五、預(yù)應(yīng)力力損失值6.鋼筋擠壓混混凝土損失l6采用螺旋式式預(yù)應(yīng)力筋筋作為配筋筋的環(huán)形構(gòu)構(gòu)件，由于于預(yù)應(yīng)力筋筋對(duì)混凝土土的局部擠擠壓使構(gòu)件件直徑減小小所引起的的損失當(dāng)d3m時(shí)五、預(yù)應(yīng)力力損失值7.預(yù)應(yīng)力損失的組合合預(yù)應(yīng)力損失的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件第一批損失lIl1+l2+l3+l4l1+l2第二批損失lIIl5l4+l5+l6預(yù)應(yīng)力總損損失的下限限值先張法構(gòu)件：l100N/mm2后張法構(gòu)件：l80N/mm2六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析1.受力力特特征征PPP預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件（使用荷載下不帶裂縫）普通混凝土構(gòu)件（使用荷載下常帶裂縫）預(yù)應(yīng)力鋼筋開裂裂前，，荷荷載載-位移移關(guān)關(guān)系系為為線線性性的的，，預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力鋼鋼筋筋的的應(yīng)應(yīng)力力增增長(zhǎng)長(zhǎng)較較少少開裂裂后，，預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力鋼鋼筋筋的的應(yīng)應(yīng)力力急急增增，，進(jìn)進(jìn)入入非非線線性性階階段段六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析1.先張張法法構(gòu)構(gòu)件件各各階階段段的的應(yīng)應(yīng)力力分分析析施工工階階段段----張拉拉鋼鋼筋筋六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析1.先張張法法構(gòu)構(gòu)件件各各階階段段的的應(yīng)應(yīng)力力分分析析施工工階階段段----完成成第第一一批批預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力損損失失澆注混凝土但不受力六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析1.先張張法法構(gòu)構(gòu)件件各各階階段段的的應(yīng)應(yīng)力力分分析析施工工階階段段----放松松鋼鋼筋筋pcI六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析1.先張張法法構(gòu)構(gòu)件件各各階階段段的的應(yīng)應(yīng)力力分分析析施工工階階段段----完成成第第二二批批損損失失pcII混凝凝土土中中的的有有效效預(yù)預(yù)壓壓應(yīng)應(yīng)力力六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析1.先張張法法構(gòu)構(gòu)件件各各階階段段的的應(yīng)應(yīng)力力分分析析加載載階階段段----加載載至至混混凝凝土土中中的的應(yīng)應(yīng)力力為為0c=0Np0六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析1.先張張法法構(gòu)構(gòu)件件各各階階段段的的應(yīng)應(yīng)力力分分析析加載載階階段段----加載載至至混混凝凝土土開開裂裂ftNcr六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析1.先張張法法構(gòu)構(gòu)件件各各階階段段的的應(yīng)應(yīng)力力分分析析加載載階階段段----加載載到到破破壞壞Nu六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析2.后張張法法構(gòu)構(gòu)件件各各階階段段的的應(yīng)應(yīng)力力分分析析施工工階階段段----穿鋼鋼筋筋六、、軸軸心心受受拉拉構(gòu)構(gòu)件件的的分分析析2.后張張法法構(gòu)構(gòu)件件各各階階段段的的應(yīng)應(yīng)力力分分析析施工工階階段段----張拉拉鋼鋼筋筋完完成成第第一一批批