預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)PPT課件.ppt

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1、9預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件本章主要介紹預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本計算規(guī)定、預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的設(shè)計、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求。重點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計原理和構(gòu)造要求。本章提要本章內(nèi)容9.1概述9.2預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的材料9.3預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本計算規(guī)定9.4預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件9.5預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求9.1概述混凝土受拉構(gòu)件、受彎構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件等，在各種荷載作用下，都存在受拉區(qū)。當(dāng)荷載不是太大時，上述構(gòu)件中將出現(xiàn)裂縫?；炷恋臉O限抗拉應(yīng)變值εctu大約為0.00015，則鋼筋應(yīng)力在

2、開裂時的值約為:σs=Esεs=Esεctu=2×105×0.00015=30N/mm2鋼筋混凝土構(gòu)件的另一大缺點(diǎn)是不能采用高強(qiáng)度鋼筋。9.1.1普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)最后一點(diǎn)是：提高混凝土強(qiáng)度等級對構(gòu)件抗裂性所起的作用也是極其有限的，因?yàn)楦鞯燃壔炷恋臉O限抗拉應(yīng)變相差不大；增加構(gòu)件截面尺寸能提高抗裂性，但所需混凝土多，構(gòu)件自重大。9.1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理所謂預(yù)應(yīng)力混凝土就是在混凝土構(gòu)件承受使用荷載前的制作階段，預(yù)先對使用階段的受拉區(qū)施加壓應(yīng)力，造成一種人為的應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)構(gòu)件承受使用荷載而產(chǎn)生拉應(yīng)力時，首先要抵消混凝土

3、的預(yù)壓應(yīng)力，然后隨著荷載的增加，受拉區(qū)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力。因此，可推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展，以滿足使用要求。這種在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載以前預(yù)先對受拉區(qū)混凝土施加壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，就稱為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。如圖9.1所示，一簡支梁在承受外荷載之前，預(yù)先在梁的受拉區(qū)施加一對大小相等、方向相反的集中力P,則構(gòu)件各截面的應(yīng)力分布如圖9.1(a)，下邊混凝土纖維的壓應(yīng)力為σpc；僅在使用荷載作用下，梁跨中截面應(yīng)力分布如圖9.1(b)，跨中截面下邊緣混凝土的拉應(yīng)力為σt；當(dāng)兩種應(yīng)力狀態(tài)相互疊加時（如圖9.1(c)所示)，梁跨中下邊緣的應(yīng)力可能是數(shù)值很

4、小的拉應(yīng)力，也可能是壓應(yīng)力，甚至應(yīng)力為零，視施加壓力P和荷載的相對大小而定。圖9.1預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件9.1.3預(yù)應(yīng)力混凝土的受力特征圖9.2為兩根梁的荷載撓度曲線對比圖。從圖9.2可知預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有如下受力特征：（1）對混凝土構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力可以提高構(gòu)件的抗裂性。（2）預(yù)應(yīng)力的大小可人為地根據(jù)需要調(diào)整。（3）在使用荷載作用下，構(gòu)件在開裂前處于彈性工作階段。材料力學(xué)的公式完全適用。（4）施加預(yù)應(yīng)力對構(gòu)件正截面承載力無明顯影響。但預(yù)應(yīng)力對斜截面承載力有一定提高。圖9.2簡支梁荷載撓度曲線9.1.4施加預(yù)應(yīng)力的方法（1）先張法

5、先張法是指首先在臺座上或鋼模內(nèi)張拉鋼筋，并作臨時錨固，然后澆筑混凝土。待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后剪斷或放松鋼筋。鋼筋剪斷后將產(chǎn)生彈性回縮，但鋼筋與混凝土之間存在著粘結(jié)力，混凝土就會阻止鋼筋回縮而混凝土本身受到預(yù)壓應(yīng)力。先張法的主要工序見圖9.3所示。（2）后張法后張法是指先澆筑混凝土構(gòu)件并預(yù)留好孔道，待混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后在孔道內(nèi)穿入鋼筋，然后直接在構(gòu)件上張拉鋼筋，最后用錨具在構(gòu)件兩端將鋼筋錨固，阻止鋼筋回縮，從而對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力。鋼筋張拉完畢并將張拉端錨固后，預(yù)留孔道內(nèi)應(yīng)按要求灌漿。后張法的主要工序見圖9.4所示。先張法、后張法

6、各有優(yōu)缺點(diǎn)：先張法生產(chǎn)工序少，工藝簡單，施工質(zhì)量容易保證，不需在構(gòu)件上設(shè)永久性錨具，生產(chǎn)成本低，在長線臺座上，一次可生產(chǎn)多個構(gòu)件。先張法主要適合于工廠內(nèi)生產(chǎn)中、小型構(gòu)件。后張法不需要臺座，構(gòu)件既可在工廠也可在現(xiàn)場制作；后張法構(gòu)件只能單一逐個地施加預(yù)應(yīng)力，工序多，操作也麻煩；而且需設(shè)永久性錨具，成本高；一般用于運(yùn)輸不便的大、中型構(gòu)件。圖9.3先張法主要工序示意圖(a)張拉鋼筋；(b)支模并澆搗混凝土；(c)放松并截斷預(yù)應(yīng)力鋼筋圖9.4后張法主要工序示意圖(a)制作混凝土構(gòu)件；(b)張拉鋼筋；(c)張拉端錨固并對孔道灌漿9.1.5預(yù)應(yīng)力

7、混凝土構(gòu)件的優(yōu)缺點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂性能遠(yuǎn)高于普通鋼筋混凝土構(gòu)件，增加了混凝土結(jié)構(gòu)的使用范圍；在使用荷載作用下一般不出現(xiàn)裂縫，構(gòu)件的耐久性好、剛度大、變形也?。荒艹浞掷酶邚?qiáng)度鋼筋和高強(qiáng)度混凝土，減少了鋼筋用量，截面小，減輕了構(gòu)件自重，從而為混凝土結(jié)構(gòu)用于大跨度結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了良好的條件；預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用，也為裝配式結(jié)構(gòu)提供了良好的裝配、拼裝手段，可通過縱、橫方向施加預(yù)應(yīng)力鋼筋，把裝配式結(jié)構(gòu)連成理想的整體。其主要缺點(diǎn)是施工設(shè)備要求高，施工較復(fù)雜，設(shè)計計算較繁。9.2預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的材料預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的混凝土，應(yīng)滿足下列要求

8、：（1）強(qiáng)度高。（2）收縮、徐變小。（3）快硬、早強(qiáng)。選擇混凝土強(qiáng)度等級時，應(yīng)考慮施工方法（先張或后張）、構(gòu)件跨度、使用情況（如有無振動荷載）以及鋼筋種類等因素。9.2.1混凝土9.2.2鋼材預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的