預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件

預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件主要內(nèi)容◆預(yù)應(yīng)力技術(shù)工程應(yīng)用◆預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件特點◆預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件材料◆預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件施工方法8.1概述8.2預(yù)應(yīng)力砼的材料8.3施加預(yù)應(yīng)力的方法第八章預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件教學(xué)要求◆了解預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件特點◆了解預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件材料◆了解預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件施工方法一.概述1.預(yù)應(yīng)力及其應(yīng)用◆預(yù)應(yīng)力的概念

預(yù)應(yīng)力是為了部分或全部抵消使用荷載而人為地引入某一量值的反向荷載?！纛A(yù)應(yīng)力在砼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

●我國對預(yù)應(yīng)力砼的研究始20世紀(jì)50年代初，1955年，我國鐵道部門完成了跨度12m的預(yù)應(yīng)力砼梁的試制和試驗，1957年，在京周公路上建成了第一座跨徑20m的簡支T形截面公路預(yù)應(yīng)力砼梁橋?！?886年美國人杰克遜首先應(yīng)用預(yù)應(yīng)力砼制作建筑配件，后又用它制作樓板。●1928年法國弗來西奈（Freyssinet）將高強度鋼絲用于預(yù)應(yīng)力砼，克服了因砼徐變造成的預(yù)應(yīng)力完全喪失問題，從而使預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)在工程上廣泛應(yīng)用。

橫跨法國馬恩河的盧贊西橋，跨長55米，1940年完工，弗來西奈設(shè)計的第一座主要的預(yù)應(yīng)力混凝土橋．

四川省巴中江北廣場，四川大學(xué)建環(huán)學(xué)院建工二所設(shè)計，2002年竣工，采用鋼鉸線。22（跨中）（端頭）◆預(yù)應(yīng)力在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

攀枝花市體育館多次預(yù)應(yīng)力鋼網(wǎng)殼，1994年9月建成。

◆混合式應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鋼－砼組合結(jié)構(gòu)2.預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件的特點◆優(yōu)點

●抗裂性好，剛度大，耐久性好；

●合理用材，減少自重；

●預(yù)壓應(yīng)力有利抗剪；

●材料基本處于彈性工作階段，抗疲勞性好。◆缺點

●生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，技術(shù)水平要求高；

●需要專門設(shè)備和配件；

●反拱不易控制；

●量少不經(jīng)濟。3.預(yù)應(yīng)力砼的分類◆按抗裂度劃分依據(jù)1970年國際預(yù)應(yīng)力砼協(xié)會（FIP）、歐洲砼委員會（CEB）建議：

對應(yīng)裂縫控制等級為一級的構(gòu)件，特點為：

①抗裂性好，，嚴(yán)格不開裂；②抗疲勞性好③反拱大④延性差常用于對抗裂或抗蝕要求高的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，如貯液罐、吊車梁、反應(yīng)堆安全殼等。●全預(yù)應(yīng)力砼●有限預(yù)應(yīng)力砼對應(yīng)裂縫控制等級為二級的構(gòu)件，一般不開裂。●普通砼

●部分預(yù)應(yīng)力砼對應(yīng)裂縫控制等級為三級的構(gòu)件，允許開裂，但①可合理控制裂縫節(jié)約鋼材；②控制反拱值；③延性較好；④計算較復(fù)雜。

,其特點為：◆按預(yù)應(yīng)力度劃分預(yù)應(yīng)力度：

依據(jù)中國土木工程學(xué)會《部分預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)設(shè)計建議》（1986年）：●全預(yù)應(yīng)力砼●部分預(yù)應(yīng)力砼●普通砼◆按粘結(jié)方式劃分①體內(nèi)式●有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼●無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼

②體外式4.預(yù)應(yīng)力砼材料●非預(yù)應(yīng)力鋼筋

●預(yù)應(yīng)力筋

①材質(zhì)要求：按國家《預(yù)應(yīng)力砼用鋼絲》（GB5223-95）執(zhí)行。主要有六方面內(nèi)容：◆砼

●高強度，最低要求：不應(yīng)低于C30，對應(yīng)鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋不宜低于C40。

●品質(zhì)好，質(zhì)量控制高于普通砼結(jié)構(gòu)

●快硬早強◆鋼筋ⅰ.強度ⅱ.塑性ⅲ.加工性液壓冷作鐓頭ⅳ.粘結(jié)ⅴ.應(yīng)力松馳顯微鏡下的金屬多晶體結(jié)構(gòu)松馳損失的終值,以百分比表示時間(小時)P387表8-1“1000小時松馳值（70%）（80%）”

一般最終應(yīng)力松馳值為1000小時應(yīng)力松馳值的2～4倍。ⅵ.抗腐蝕、抗應(yīng)力腐蝕

鍍鋅、環(huán)氧涂層、西卡Sika鋼筋砼阻銹劑。②預(yù)應(yīng)力鋼筋種類ⅰ.鋼絲ⅱ.鋼鉸線ⅲ.熱處理鋼筋ⅳ.冷拉鋼筋

◆非鋼材預(yù)應(yīng)力筋纖維加勁塑料5.施加預(yù)應(yīng)力的方法注意：截斷預(yù)應(yīng)力筋須待砼結(jié)硬強度≥75%設(shè)計強度之后?！粝葟埛ā艉髲埛?/p>

注意：張拉預(yù)應(yīng)力筋須待砼結(jié)硬強度≥75%設(shè)計強度之后?！綦姛岱?/p>

原理：熱脹冷縮。方法：利用鋼筋電阻，通以強電流使之熱伸長到預(yù)定值，然后斷電加錨。大同煤礦貯煤倉6.錨具、配件及張拉設(shè)備◆錨具分類●按受力原理①依靠摩阻力錨固之錨具楔形（夾片）錨具②依靠承壓錨固之錨具鐓頭錨具螺紋錨具③依靠粘結(jié)力自錨●按工作性能據(jù)《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ85-92。錨具效率系數(shù)錨具實測總應(yīng)變對錨具施加的極限拉力各根預(yù)應(yīng)力筋極限拉力之和預(yù)應(yīng)力筋效率系數(shù)Ⅰ類錨具：須滿足Ⅱ類錨具：

錨具類別應(yīng)根據(jù)錨具的錨固性能和結(jié)構(gòu)的受力條件由工程設(shè)計單位按下列規(guī)定選用：ⅰ.對于承受動、靜荷載的預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用Ⅰ類錨具；ⅱ.對于有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，且錨具處于預(yù)應(yīng)力變化不大的部位，可選用Ⅱ類錨具。鋼筋連接器◆配件金屬波紋管◆張拉設(shè)備

千斤頂主要內(nèi)容◆張拉控制應(yīng)力◆預(yù)應(yīng)力損失計算◆預(yù)應(yīng)力損失組合8.4預(yù)應(yīng)力損失計算第八章預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件教學(xué)要求◆了解張拉控制應(yīng)力限值要求◆熟悉預(yù)應(yīng)力損失種類、確定方法及減小措施◆了解預(yù)應(yīng)力損失組合二.預(yù)應(yīng)力損失1.張拉控制應(yīng)力

構(gòu)件最初獲得的預(yù)應(yīng)力與該構(gòu)件在以后的各階段所能保持的預(yù)應(yīng)力的差值?！衽c鋼種有關(guān)●與施工方法有關(guān)●與目前我國土建行業(yè)有關(guān)◆房建

據(jù)砼規(guī)范GB50010-2002，張拉控制應(yīng)力不宜超過下表限值要求，且不應(yīng)小于。在下列情況之一，可提高ⅰ.要求提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性能而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設(shè)置的預(yù)應(yīng)力鋼筋；ⅱ.要求部分抵消由于應(yīng)力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預(yù)應(yīng)力鋼筋與張拉臺座之間的溫差等因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失?！艄窐蚝瓝?jù)公路橋涵規(guī)范JTJ023-85張拉控制應(yīng)力下限未作規(guī)定。上限2.預(yù)應(yīng)力損失計算◆預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁間摩擦引起

取預(yù)應(yīng)力筋微分段作用受力分析（推導(dǎo)可參見天津大學(xué)、同濟大學(xué)、東南大學(xué)主編《混凝土結(jié)構(gòu)》上冊第二版），有：弧形段直線段P401表8-6應(yīng)作修改

單位:m單位:rad●先張法◆錨具變形、鋼筋內(nèi)縮引起●后張法①園弧曲線張拉拋物線形近似按園弧形反向摩擦影響長度

假設(shè)正反兩個方向的摩擦系數(shù)相等，取端頭預(yù)應(yīng)力損失為②有拐點園弧曲線、端頭直線張拉砼規(guī)范GB50010-2002附錄D③端部為直線的折線形張拉砼規(guī)范GB50010-2002附錄D◆蒸汽養(yǎng)護時產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失◆鋼筋應(yīng)力松馳引起條件：1000h，20C°

◆砼收縮和徐變引起砼凈截面積不含預(yù)應(yīng)力筋凈截面積●●◆環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋擠壓砼而產(chǎn)生3.預(yù)應(yīng)力損失組合當(dāng)有轉(zhuǎn)向裝置計入其影響，一般取零規(guī)范規(guī)定：4.預(yù)應(yīng)力總損失估算◆我國無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力規(guī)程JGJ/T92-93估算預(yù)應(yīng)力筋面積：◆林同炎提出例題1.例8-1中JM12-5錨具主要內(nèi)容◆軸心受拉構(gòu)件各階段受力分析

◆軸心受拉構(gòu)件設(shè)計計算8.5預(yù)應(yīng)力砼軸心受拉構(gòu)件設(shè)計第八章預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件教學(xué)要求◆熟悉預(yù)應(yīng)力砼軸心受拉構(gòu)件各階段受力分析原理◆掌握預(yù)應(yīng)力砼軸心受拉構(gòu)件設(shè)計計算方法三.預(yù)應(yīng)力砼軸心受拉構(gòu)件設(shè)計（一）各階段受力分析

1.先張法構(gòu)件●張拉時

●張拉后放張前錨具變形、鋼筋內(nèi)縮◆施工階段●放張后當(dāng)砼達到一定強度，放張瞬間，砼構(gòu)件回縮反彈再據(jù)內(nèi)力平衡◆使用階段使用前有（拉）（壓）（壓）●消壓狀態(tài)外力作用使砼的壓應(yīng)力為0●加載到臨界開裂狀態(tài)●開裂至鋼筋屈服破壞

因預(yù)應(yīng)力與承載力極限狀態(tài)無關(guān)，故對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力不會提高其正截面承載力。2.后張法構(gòu)件●錨固結(jié)束時錨具變形鋼筋內(nèi)縮●張拉階段張拉而沒有錨固時◆施工階段●張拉前

●錨固結(jié)束后出現(xiàn)第二批預(yù)應(yīng)力損失據(jù)內(nèi)力平衡◆使用階段

●消壓狀態(tài)

對比先張法●開裂至鋼筋屈服破壞●加載到開裂臨界狀態(tài)

（二）預(yù)應(yīng)力砼受拉構(gòu)件設(shè)計計算1.使用階段計算

◆承載力計算

◆抗裂度驗算●一級構(gòu)件嚴(yán)格不開裂●二級構(gòu)件●三級構(gòu)件與普通砼軸心受壓拉構(gòu)件的區(qū)別：2.施工、運輸、吊裝階段砼強度驗算◆張拉（或放張）時構(gòu)件承載力◆運輸、吊裝時強度驗算◆傳遞長度

先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力筋拉應(yīng)力從端部為零逐漸增加到有效張拉應(yīng)力的長度。3.傳遞長度和錨固長度●作用

為了對先張法構(gòu)件端部進行抗裂驗算，應(yīng)弄清傳遞長度范圍內(nèi)預(yù)應(yīng)力筋的實際應(yīng)力值的變化?！袷芰C理●傳遞長度計算公式放張時的受力狀態(tài)由平衡條件◆錨固長度計算截面受力鋼筋應(yīng)力達到屈服強度而不與粘結(jié)之砼產(chǎn)生相對滑移失效的長度。對于預(yù)應(yīng)力筋的最小錨固長度注意：ⅰ.從傳遞長度計算公式的形式看與錨固長度計算公式相似，但由于預(yù)應(yīng)力筋回縮效應(yīng)，其值小于錨固長度。ⅱ.錨固長度不僅對先張法構(gòu)件有意義而且對后張法粘結(jié)力自錨錨具也有意義。◆彈性應(yīng)力分析

4.局部承壓◆驗算公式●驗算截面尺寸

防止因截面過小發(fā)生脆性破壞●配筋后的局壓承載力驗算

配筋形式配筋范圍配筋要求網(wǎng)片螺旋筋驗算公式5.構(gòu)造要求