南昌大学预应力混凝土复习资料

1、第十二章12.1为了保证结构的耐久性，常需要将裂缝宽度限制在（0.20.25）mm以内钢混结构常有的两个问题：需要带裂缝工作，无法充分利用高墙材料预应力混凝土概念：事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布能将使用荷载 产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土为了节省预应力钢筋的用量，设计中常常尽量减小预压力Np值，因此在弯矩最大的跨中截面就必须尽量增加偏心距e值预应力Np在各截面得到偏心距的调整工作，采取曲线配筋实现配筋混凝土结构分类：全预应力混凝土、部分预应力混凝土、钢筋混凝土预应力度：入全预应力：在作用短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力，即入=1部分预应

2、力：在作用短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝0入1（A类：对拉应力加以限制；B类：拉应力超过限制或裂缝宽度不超过限值钢筋混凝土：不预加应力的混凝土构件入=0预应力混凝土结构优缺点：优点：提高了构件的抗裂度和刚度：可以节省材料、减轻自重;可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力； 结构质量安全可靠;预应力可以作为结构连接的手段，镀金了桥梁结构新体系与施工方法的发展缺点：工艺较复杂，对施工质量要求较高，需要配置一支技术较熟练的专业队伍；需要专门的设备；预 应力上拱度不易控制；预应力混凝土的开工费用较大，对于跨径小构件数量少的工程成本较高12.2预加应力的主要方法先张

3、法：在台座上张拉预应力筋后浇筑混凝土并通过粘结力传递而建立预应力的混凝土构件一般可用高强钢丝和钢绞线不设永久锚具，通过粘结力有较好的自锚性能工序简单，临时固定所用锚具可以重复使用，大批量张拉比较经济，质量也比较稳定适用于直线配筋的中小型构件后张法：先浇筑构件混凝土，带混凝土结硬后，在张拉预应力筋并锚固的方法通过工作锚具传递和保持预应力对锚具要求：受力安全可靠；预应力损失要小；构件简单、紧凑；制作方便；用钢量少；张拉锚固方便迅速；设备简单锚具分类：依靠摩阻力；粘结力；承压锚固的锚具锥形锚（弗式锚）：主要用于钢丝束锚固，由锚圈和锚塞组成；优点：锚固方便，锚具面积小，鲶鱼在梁体上分散布置缺点：回缩较

4、大，应力损失较多，不能重复张拉和接长，为防止震动动动必须及时给预留孔道灌浆镦头锚：主要锚固钢丝束或14mm 一下的预应力粗钢筋优点：锚固可靠，无滑丝，应力损失较小，墩头工艺操作迅速钢筋螺纹锚具：锚固高强钢筋，借助于粗钢筋两端的螺纹，在钢筋张拉应力后直接拧上螺帽进行锚固， 钢筋的回缩力由螺帽经支撑垫板承压传递给梁体优点：手里明确。锚固可靠，构造交单，施工方便，能重复张拉、放松或拆卸，并可以简便 的采用套筒接长夹片锚具：主要锚固钢绞线其中钢筋线夹片锚特点是各根钢绞线均为单独工作，即一根钢绞线锚固失效也不会影响全锚，只需要对失效锥孔进行补位即可固定端锚具一段张拉时其固定端除可采用与张拉端相同的锚具外

5、，还可采用挤压锚具或压花锚具连接器：锚头连接器：一根钢绞线束锚固后用来再连接钢绞线束N2的锚具接长连接器：两端未张拉的钢绞线束需要直接接长时采用工作锚具使用前，必须逐渐擦洗钢筋，表面不得残留铁屑、泥沙、油垢以及各种减磨剂，防止锚具会送 和降低锚固效率制孔器：抽拔橡胶管、螺旋金属波纹管穿索机：液压式、电动式灌孔水泥浆要求水灰比一般0.400.45，可加入适量减水剂和膨胀剂，所用水泥采用硅酸盐水泥或普通水泥且水泥强度等级不低于42.5号，每升水不得含500mg以上的氯化物离子或任何有机物压浆机是孔道灌浆的主要设备，可压送最大水平距离150m，最大竖直高度为40m12.3混凝土要求：强度等级不低于C

6、40。而且钢材强度越高混凝土强度等级也相应要求越高不仅要求高强度，还要求能快硬、早强、以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高设备、模板的利 用率混凝土徐变主要因素：荷载应力，持续时间、混凝土的品质、加载龄期、构件尺寸和工作环境当混凝土所承受的持续应力。c0.6fck，则徐变应变值不再与。c成正比例关系混凝土的配置要求及措施：严格控制水灰比并宜在0.250.35范围之间；注意选用高标号水泥并宜控制水泥用量不大于500Kg/m3；注意选用优质活性掺合料；加强振捣和养护预应力钢筋的要求：强度要高；有较好的塑性；要具有良好的与混凝土粘性性能；应力松弛损失要低预应力钢筋种类；钢绞线、消除预应力筋、精轧

7、螺纹钢筋钢绞线：由2、3或7根高强钢丝扭结而成并消除内应力后的盘卷状钢丝束有两股、三股、七股钢绞线三种规格，抗拉强度14701860MPa依松弛性能不同分为普通钢绞线、低松弛钢绞线具有截面集中，比较柔软、盘弯运输方便、与混凝土粘结性能良好高强度钢丝：用优质碳素钢压制成盘圆经温铅浴猝火处理后，再冷拉加工而成的钢丝有光面钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝精轧螺纹钢筋：轧制时沿钢筋纵向全部轧有规律性的螺纹肋条12.4预应力混凝土三种概念：预加应力目的是将混凝土变成弹性材料；是使高强度钢筋和混凝土能够共同工作是实现荷载平衡第十三章13.1预应力混凝土受弯构件三个阶段：施工阶段；使用阶段，破坏阶段施工阶段：预加

8、应力阶段和运输安装阶段预加应力阶段设计要求：受弯构件控制界面上下边缘混凝土的最大拉应力和压应力都不应超出 公路桥规规定值；控制预应力筋的最大张拉应力；保证锚固区混凝土局部承压承载力大于实际承受的 并有足够的安全度，且保证梁体不出现水平纵向裂缝运输安装阶段：有预应力损失；一期恒载需计入1.20或0.85的动力系数使用阶段：1.加载至受拉边缘混凝土预压应力为零2.加载至受拉区裂缝即将出现3.带裂缝工作 破坏阶段：破坏时截面的应力状态与钢筋混凝土受弯构件相似，计算方法也相同在正常配筋的范围内，预应力混凝土梁的破坏弯矩主要与构件的组成材料受力性能有关，其 破坏弯矩与同条件钢筋混凝土梁的破坏弯矩几乎相同

9、13.3钢筋预应力损失的估计（1）：预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失后张法摩擦损失主要有管道的弯曲（损失较大）和管道位置偏差（较小）引起的.措施：采用两端张拉，以减小。值及管道长度x值；采用超张拉（2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失锚具受到巨大的压力并使锚具自身及锚下垫板压密而变形；有些锚具的预应力筋还要向内回缩；拼 装式构件的接缝在锚固后将继续被压密而变形由于锚具变形所引起的钢筋回缩同样也会受到管道摩阻力的影响，这种摩阻力成为反摩阻，后张法必 须计算有锚具变形钢筋回缩等引起反摩阻后的预应力损失措施：采用超张拉；注意选用八L值小的锚具，对于短小构件尤为重要（3）：钢筋与台座间的

10、温差引起的应力损失先张法仅在先张法构件采用蒸汽或其他加热方法养护混凝土时才予以考虑构件加热养护时，台座埋于土中，长度并不会因对构件加热而伸长，而是保持原长不变，并约束预应 力钢筋的伸长，这就相当于将预应力钢筋压缩了一个长度，使其应力下降，儿停止养护时已经粘结将共同 收缩变形无法恢复（4）混凝土弹性压缩引起的应力损失先张法构件的预应力钢筋张拉与对混凝土施加预压应力是先后两个分开的过程后张法构件预应力筋张拉时混凝土所产生的弹性压缩是在张拉过程中完成的，故对于一次张拉 完成的弹性压缩不会引起预应力损失，当采用分批张拉锚固并且多数情况是采用逐束进行张拉锚固的，这 样张拉后批钢筋所产生的沪宁图弹性压缩变

11、形将使先批以张拉并锚固的预应力钢筋产生应力损失（5）钢筋松弛引起的应力损失钢筋在一定拉应力值下，将其长度固定不变，则钢筋中的应力将随时间延长而降低钢筋松弛特点：钢筋楚拉应力越高，其应力松弛越甚；松弛量大小主要与钢筋的品质有关；钢筋松 弛与时间有关；采用超张拉可以是应力松弛减少40%50%；松弛与温度变化有关，随温度升高而升高（6）混凝土收缩徐变引起的应力损失钢筋的有效应力计算：13.4.1短暂状况下的应力计算施工荷载处有特殊规定外均采用标准值，当有组合时不考虑荷载组合系数对于简支梁，其受力最不利截面往往在支点附近，特别是直线配筋的预应力混凝土等截面简支梁，其支 点上缘拉应力常常成为计算的控制混

12、凝土的压应力越高，沿梁轴方向的变形越大，相应引起的构件横向拉应变也越大；压应力过高将使构 件出现过大的上拱度，而且可能产生沿钢筋方向的裂缝13.4.2持久状况的应力计算计算时应取最不利截面进行控制验算，对于直线配筋等截面简支梁，一般以跨中为最不利控制截面；但对于曲线配筋的等截面或变截面简支梁，则应根据预应力筋的弯起和混凝土界面的变化，确定其控制 界面，一般可取却终、l/4,l/8,支点截面或截面变化处的截面进行计算在配有非预应力筋的预应力混凝土构件中，混凝土的收缩徐变是非预应力钢筋产生于预应力相反的内 力，从而减少了受拉区混凝土的法向预应力。为了简化计算，非预应力筋的应力值军区混凝土收缩和徐变

13、 引起的预应力损失值来计算。13. 5预应力混凝土的抗裂计算对于全预应力混凝土和A类部分预应力混凝土构件，必须进行正截面的抗裂性验算和斜截面抗裂性验算 对于B类构件必须进行斜截面抗裂性验算作用短期效应组合是永久作用标准是与可变作用频遇值效应的组合作用效应长期组合是永久作用标准值和可变作用准永久值效应相组合对于预应力混凝土连续梁和连续钢构，除了考虑恒载、汽车直接施加于梁上的荷载外，还应考虑如日照温差、混凝土收缩徐变等间接作用的影响预应力混凝土梁的腹部出现斜裂缝是不能自动闭合的，他不像梁的弯曲裂缝在使用阶段的大多数情况下 可能是闭合的预应力混凝土梁的斜截面抗裂行验算是通过梁体混凝土主拉应力验算来控

14、制的主拉应力验算在跨径方向应该选择剪力和弯矩均较大的最不利区段截面进行，且应进行计算截面重心 处和宽度剧烈变化处作为计算点进行验算验算混凝土主拉应力的目的是防止开始产生自受弯构件腹部中间的斜裂缝并要求至少应具有与正截面同 样的抗裂安全度13.6变形计算预应力混凝土受弯构件的挠度室友偏心预加力引起的上挠度（或上拱度）和外荷载（恒载和活载）所产 生的下挠度两部分组成预应力混凝土梁变形的精确计算，应同时考虑混凝土收缩、徐变、弹性模量等随时间而变化的影响因素规定：预应力混凝土受弯构件由预加应力产生的长期上拱度大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时， 可不设预拱度对于自重荷载相对于活载较小的构件，应考虑

15、预加力作用使梁的上拱度过大可能造成的不利影响，必要 时在施工中采倒拱方法设置预拱度时，应按最大的预拱度值沿顺桥向做成平顺的曲线1.7端部锚固区计算端块：把等于构件高度H的这一过渡区段称为端块端块在靠近垫板处产生横向压应力，在其他部委则产生横向拉应力端块区域也是主拉应力的高发区，可能使构件出现斜裂缝，故对于后张法应进行锚下局部承压计算梁端锚固区的应力状态比较复杂，设计时应采取补强措施：锚具下应设置厚度不小于10mm的垫板或采用具有喇叭形的锚具垫板，半夏螺旋筋全书的长度不应小于喇叭管长度，锚垫板下的简介钢筋体积配筋率不小于0.5%传递长度：钢筋从应力为0的端面到应力为预应力a pe的这一长度Lu（

16、Ltr）锚固长度：钢筋从应力为0的端面至钢筋应力为抗拉设计强度fpd的截面为止的长度（La）当采用骤然放张时，由于钢筋回缩的冲击将使构件端部混凝土的粘结力破坏，故其起点应自离构件端面 0.25Ltr处开始计算先张法补强措施：单根钢筋时，其端部宜设置长度不小于150mm的螺旋筋；多根预应力钢筋时，其端部在10d范围内，设这35片钢筋网13.8预应力混凝土简支梁设计预应力混凝土梁常用截面形式：预应力混凝土空心板、预应力混凝土T形梁、带现浇翼板的预制预应力 混凝土T形梁、预应力混凝土组合箱形梁、预应力混凝土组合T形梁、预应力混凝土箱形梁在截面的尺寸确定以后，结构的抗裂性主要与预加力的大小有关束界：把

17、根据最小外荷载作用下和最不利荷载作用下的两辆偏心距限值线所围成的布置预应力筋时的钢筋重心界限预应力钢筋布置原则：应使重心线不超出束界范围；预应力钢筋弯起的角度应与所承受的剪力变化规律 相配合；预应力钢筋的布置应符合构造要求预应力钢筋弯起的曲线可采用圆弧线、抛物线或悬链线三种方式曲率半径规定：钢丝束、钢绞线束的钢丝直径d小于等于5mm时，不宜小于4m，d大于5mm时不宜小 于6m；精轧螺纹钢筋直径小于等于25mm时，不宜小于12m，大于25mm时，不宜小于15m第十四章部分预应力混凝土受弯构件部分预应力的优点：节省预应力钢筋与锚具；改善结构性能；实现部分预应力的三种方式：（1）全部采用高强钢筋，

18、将其中的一部分拉到最大容许张拉应力，保留一部分作为非预应力钢筋，这 样可以节省锚具和张拉工作量（2）将全部预应力钢筋都张拉到一个较低的应力水平（3）用普通钢筋来代替一部分预应力钢筋对于B类构件，常采用第三种配筋方法非预应力钢筋的主要作用：协助受力；承受意外荷载；改善梁的正常使用性能和增加梁的承载力裂缝宽度的限值：B类最大裂缝宽度（1）采用精轧螺纹钢筋的构件，1类和II类环境条件下为0.20mm；m类和W类为0.15mm（2）采用钢丝或钢绞线的构件，1类和II类环境条件下为0.10mm，m类和W类不得进行带裂缝的设计 5构件的疲劳强度主要去结余各组成部分的疲劳强度，而且通常发生在高应力区钢筋的断裂，显然，它是 直接与受拉区混凝土的裂缝有关，没有裂缝的构件是不会发生疲劳破坏的第十五章无粘结预应力混凝土受弯构件简介无粘结预应力混凝土梁，是指配置的主筋为无粘结预应力钢筋的后张法预应力混凝土梁省去了传统后张法预应力混凝土的预埋管道、穿束、压浆等工艺，节省了施工设备。简化了施工工艺， 缩短了