混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)（第2版）教學(xué)課件作者曹孝柏7.ppt

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1、第七章　預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件12433第一節(jié)　預(yù)應(yīng)力混凝土概述第二節(jié)　施加預(yù)應(yīng)力的方法、錨具和夾具第三節(jié)　張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失第四節(jié)　預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求返回第一節(jié)　預(yù)應(yīng)力混凝土概述一、預(yù)應(yīng)力混凝土的概念預(yù)應(yīng)力混凝土是指在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受外荷載作用之前，通過(guò)張拉鋼筋，利用鋼筋的回彈，人為地對(duì)受拉區(qū)的混凝土施加壓力，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，用以減少或抵消由外荷載作用下所產(chǎn)生的混凝土拉應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應(yīng)力減小，甚至處于受壓狀態(tài)，從而延緩混凝土開(kāi)裂或使構(gòu)件不開(kāi)裂。二、預(yù)應(yīng)力混凝土的種類預(yù)應(yīng)力混凝土可按制作方法、構(gòu)件中預(yù)加應(yīng)力的大小程度、施工方式的

2、不同來(lái)劃分。（１）預(yù)應(yīng)力混凝土按制作方法，分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。先張法為制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后澆筑混凝土。后張法為先澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后再?gòu)埨A(yù)應(yīng)力鋼筋。下一頁(yè)返回第一節(jié)　預(yù)應(yīng)力混凝土概述（２）預(yù)應(yīng)力混凝土按構(gòu)件中預(yù)加應(yīng)力的大小程度，分為全預(yù)應(yīng)力法混凝土和部分預(yù)應(yīng)力法混凝土。全預(yù)應(yīng)力為在預(yù)應(yīng)力以及使用荷載作用下，構(gòu)件截面混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力，即為全截面受壓。部分預(yù)應(yīng)力法為構(gòu)件截面混凝土允許出現(xiàn)拉應(yīng)力或開(kāi)裂，即只有部分截面受壓?？煞譃椋令惡停骂?。Ａ類為在使用荷載作用下，構(gòu)件預(yù)壓區(qū)混凝土

3、正截面的拉應(yīng)力不超過(guò)規(guī)定的允許值。Ｂ類為在使用荷載作用下，構(gòu)件預(yù)壓區(qū)混凝土正截面的拉應(yīng)力允許超過(guò)規(guī)定的限值，但當(dāng)裂縫出現(xiàn)時(shí)，其寬度不超過(guò)容許值。（３）預(yù)應(yīng)力混凝土按施工方式的不同，分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土為沿預(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)力混凝土結(jié)構(gòu)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)　預(yù)應(yīng)力混凝土概述先張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)及預(yù)留孔道穿筋壓漿的后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)均屬有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)造。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土為預(yù)應(yīng)力筋伸縮、滑動(dòng)自由，不與周圍混凝土粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋表面涂有防銹

4、材料，外套防老化的塑料管，防止與混凝土粘結(jié)。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)通常與后張預(yù)應(yīng)力工藝相結(jié)合。三、預(yù)應(yīng)力混凝土的原理及特點(diǎn)１．預(yù)應(yīng)力混凝土的原理（１）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般是通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力筋的回彈擠壓，使混凝土截面受到某種量值與分布的內(nèi)壓力，以便局部或全部抵消使用荷載應(yīng)力。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)　預(yù)應(yīng)力混凝土概述（２）推動(dòng)采用預(yù)應(yīng)力混凝土的主要原因是節(jié)約材料。一般來(lái)說(shuō)，預(yù)應(yīng)力鋼材的抗拉強(qiáng)度約為普通鋼筋的４倍，但價(jià)格則不到普通鋼筋的４倍。因此，以每承受１０Ｎ荷載的費(fèi)用計(jì)，預(yù)應(yīng)力鋼材是更經(jīng)濟(jì)的材料。由于鋼材的大應(yīng)變會(huì)引起過(guò)大的裂縫寬度，

5、因此高強(qiáng)鋼材也不能有效地用于普通鋼筋混凝土中。預(yù)張拉鋼材則可解決這個(gè)問(wèn)題，其通過(guò)張拉操作能夠消除過(guò)大的應(yīng)變，而不產(chǎn)生大的裂縫寬度。（３）預(yù)應(yīng)力不能提高混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度。預(yù)應(yīng)力構(gòu)件常使用高強(qiáng)混凝土，這些構(gòu)件承載力的提高得益于高強(qiáng)混凝土，而不是預(yù)加應(yīng)力。（４）通過(guò)消除使用荷載下形成的多數(shù)裂縫，預(yù)加應(yīng)力能大大改善混凝土構(gòu)件的耐久性。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)　預(yù)應(yīng)力混凝土概述（５）預(yù)應(yīng)力在控制混凝土構(gòu)件的撓度方面是很有用的。因?yàn)樗a(chǎn)生與荷載撓度反向的撓度。與同樣尺寸的非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件相比，預(yù)應(yīng)力使總撓度顯著減小。２．超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（１

6、）優(yōu)點(diǎn)。①超靜定結(jié)構(gòu)的跨中和支座處的彎矩分布相對(duì)較均勻，結(jié)構(gòu)中最大彎矩較小，因而可減小構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重；②超靜定結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力重分布，因而能承擔(dān)更大的荷載；③超靜定結(jié)構(gòu)的撓度較??；④預(yù)應(yīng)力混凝土框架節(jié)點(diǎn)采用剛接，將增加結(jié)構(gòu)的剛性和穩(wěn)定性；⑤預(yù)應(yīng)力鋼筋在后張預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁或框架梁中可連續(xù)布置，同一束預(yù)應(yīng)力鋼筋既能抵抗跨中彎矩，又能抵抗支座彎矩，進(jìn)一步節(jié)約了鋼材，并可減少錨具用量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)　預(yù)應(yīng)力混凝土概述（２）缺點(diǎn)。①在多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)中，通常預(yù)應(yīng)力鋼筋隨彎矩圖連續(xù)多波布置，將導(dǎo)致較大的預(yù)應(yīng)力摩擦損失；②由于溫度

7、、徐變及地基不均勻沉降等因素的影響，超靜定結(jié)構(gòu)中將產(chǎn)生一定的、有時(shí)是相當(dāng)大的超靜定內(nèi)力；③超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算較為麻煩，除了需計(jì)算由外荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力之外，還需計(jì)算由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的附加內(nèi)力；④施工難度大。３．部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（１）相同配筋率、不同預(yù)應(yīng)力度有粘結(jié)適筋梁的彎矩-撓度曲線如圖７-１所示。在荷載的短期組合作用下，受彎構(gòu)件最大彎矩截面底纖維混凝土拉應(yīng)力等于零時(shí)屬于全預(yù)應(yīng)力梁，其彎矩-撓度曲線為圖中曲線１；上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)　預(yù)應(yīng)力混凝土概述鋼筋混凝土梁的曲線為圖中曲線３；在荷載的短期組合作用下，最大彎矩截面底纖

8、維混凝土拉應(yīng)力正好等于γfｔｋ時(shí)限值預(yù)應(yīng)力梁的曲線為圖中曲線２。介于全預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼筋混凝土兩個(gè)極端之間的部分即為廣義的部分預(yù)應(yīng)力混凝土，包括限值預(yù)應(yīng)力與部分預(yù)應(yīng)力兩個(gè)部分。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，彎矩-撓度曲線一般都落在曲線１