[PPT]预应力混凝土

1、 预应力混凝土第一节 概 述第二节 先张法第三节 后张法1第一节 概 述预应力结构：预应力混凝土结构，预应力钢结构。一、预应力的概念和特点预应力混凝土：由在构件受拉区配置的受力钢筋通过张拉或其他方法预先在构件的受拉区建立预压应力的混凝土结构。施工中称为预应力混凝土工程。预应力的作用可部分或全部抵消外荷载对混凝土产生的拉应力，从而提高结构的抗裂性。预应力工程的特点：1、更能发挥材料的效能；节约材料；钢材40-50%、砼20-40%。2、抗裂性好，刚度大，耐久；3、构件截面尺寸较小，重量较轻；4、降低造价； 5、预制装配化程序高。 2二、预应力钢筋的种类预应力筋常用高强度钢材，常见的有以下五种1、

2、钢绞线 2、高强度钢丝 3、热处理钢筋4、精扎螺纹钢筋 5、冷拉钢筋非金属预应力筋：纤维增强塑料制成的预应力筋。3二、预应力钢筋的种类钢绞线 4二、预应力钢筋的种类三、对混凝土的要求：一般要求混凝土的强度等级不低于C30。当采用钢绞线、纲丝、热处理钢筋作预应力筋时，要求混凝土的强度等级不低于C40。一些重要的预应力混凝土结构中，多采用C50 C60的高强混凝土，并向逐步C80等更高强度等级的混凝土发展。在预应力混凝土构件生产中，不能掺用对钢筋有侵蚀作用的氯盐。5二、预应力钢筋的种类四、预应力的施加方法预应力的施加方法，根据与构件制作相比较的先后顺序，分为先张法，后张法两大类。按钢筋的张拉方法分

3、为机械张拉和电热张拉法。后张法因工艺不同分为一般后张法、后张自锚法、无粘结后张法、电热法。 6第二节 先张法 先张法：在台座上张拉预应力钢筋后浇筑混凝土，并通过粘结力传递而建立预加应力的混凝土结构。多用于生产中小型构件。施工工艺：张拉钢筋临时固定浇砼养护放松钢筋7第二节 先张法先张法生产有：台座法、台模法（机组流水法，传送带法）两种。适用范围：多用于预制构件厂生产中、小型构件，如楼屋面板，中、小吊车梁特点：预应力由握裹力传递。 8一、先张法施工设备 1、墩式台座组成：台面、横梁和承力结构等组成对台座的要求：强度、稳定性分为：墩式、槽式1、墩式台座：由台墩、横梁和台面组成。按受力大小分：重力式墩

4、、构架式墩、桩基构架式墩台座设计应进行：台座稳定性和强度验算； 抗倾覆验算和平移验算。 9（1）抗倾覆稳定性验算K0=M/M1.50 M：倾覆力矩 ： M抗倾覆力矩 （4-1）（2）抗侧移验算： K0 =抵抗作用力/张拉力 1.3（3）强度验算：传力墩按钢筋砼结构计算方法10一、先张法施工设备2、槽式台座槽式台座具有通长的钢筋混凝土压杆，可以承受较大的张拉力和倾覆力，其上加砌专墙，加盖后还可进行蒸汽养护。适用于生产吊车梁、屋架等预应力混凝土构件。设计槽式台座时，也应进行抗倾倾覆稳定和强度验算。生产张拉力较大的构件，不存在抗滑移问题。 11（二）张拉机具和夹具 要求工作可靠，构造简单，施工方便，

5、成本低。按作用分为：锚固夹具：将预应力筋锚固在台座或钢模上。张拉夹具：张拉时夹持预应力筋用。自锚：预应力筋在张拉中能可靠地锚固而不被从夹具中拉出的能力 。自锁：锥销、齿板、锲块打入后不会反弹而脱出的能力。 按预应力分为：钢丝夹具、钢筋夹具1、钢丝的夹具和张拉机具（1） 锚固夹具 P158 图4-10 （2）张拉夹具 P158 图4-11 122、钢筋的夹具和张拉机具 钢筋锚固：螺丝杆杆锚具，墩头锚和销片夹具 P160 图4-15张拉：连接器与螺丝端杆连接、销片夹具 自锚及自锁条件：自锚tga（u1-u3）/（1+u1u3）自锁tgau1/（1+u1u3） u1：钢筋与锁片间的磨擦系数 u3：锁

6、片与套筒间的磨擦系数 133、对夹具的要求 工作可靠，使用方便，构造简单，加工容易。能自锚、自锁和放松 14二、先张法施工工艺 1、预应力筋的张拉控制应力con：张拉时按设计规定。用控制应力con来控制。con太少，预应力不明显。con大，预应力大，抗裂性好。 当con太大时，预应力处于高应力状态，构件出现裂缝时的荷载接近破坏荷载，即S6安全储备低，破坏前无明显预兆，工程不允许。 但con太小，砼徐变、收缩变形等产生的预应力损失也较大，预应力不明显。为克服预应力损失超张拉方法。 15张拉程序： （1）0- 105% con 2min con（2）0- 103% con（多用）法1：加快钢筋松弛

7、早期发展，以减少松弛的预应力损失50%；法2：弥补预应力松弛引起的预应力损失。张拉伸长值L L=PL/AP*ES2、砼的浇筑与养护克服砼因收缩、徐变和温度差产生的预应力损失。 163、预应力筋的放松 混凝土强度设计混凝土强度标准的75%。放张顺序：1、轴心变压：同时放张；2、偏心变压：先放预应力较小的，再放较大的。3、分阶段、对称、交错逐一放张。放张方法：剪切、锯割。钢筋：加热熔断或单放。多筋同放：油压千斤顶，楔块或砂箱。 17第三节 后张法 后张法：在混凝土达到规定的强度后，通过张拉预应力钢筋并在结构上锚固而建立预加应力的混凝土结构。用于现场生产大型预应力构件。施工工艺：制作构件留设孔道砼达

8、到强度孔道穿筋张拉锚固 孔道灌浆适用范围：现场大、中型预制构件及现浇结构。特点：预应力由锚具传递。 18一、预应力筋、锚具和张拉机具预应力筋：常用的有单根粗钢筋、钢筋束（钢绞线束）、钢丝束。锚具：重要组成部分，是保证应力值和安全之关键。对锚具的基本要求：1、工作可靠，构造简单；2、施工方便，成本低；3、预应力损失少，能满足施工要求。4、能自锚与自锁。分：张拉端锚具、固定端锚具。按原理构造分：螺杆锚具、夹片锚具、锥销锚具、镦头锚具。按钢筋分：单根粗筋锚具、钢筋束和钢绞线束锚具、钢丝束锚具。 19（一）单根粗钢筋 1、锚具：螺丝端杆锚具、帮条锚具、镦头锚具。一端张拉：张拉端螺丝端杆锚具18-36m

9、m. 固定端表面 12-40mm，衬板与三根帮条。两端张拉：螺丝端杆锚具。2、预应力筋制作（下料长度）考虑的因素：（1）锚具种类；（2）对焊接头或镦粗的压缩量；（3）张拉伸长值；（4）冷拉率；（5）张拉回缩率； （6）构件长度。 20A、当两端采用螺丝端杆锚具时： 成品全长：L1=l+2l2预应力部分钢筋冷拉后的长度： L0=L1-2l2预应力部分钢筋下料长度： L=L0/（1+r-S）+n l0 公式（4 - 8） 21B、当一端采用螺丝端杆锚具另一端用帮条锚具时： 成品全长：L1=L+L2+L3预应力部分钢筋下料长度：L0=L1-l1预应力部分钢筋下料长度：L=L0/（1+r-S）+n l

10、0 公式（4-9）其中：L1：孔道长度（成品全长）L2：螺丝端杆外伸长度L2=120-150mm 张拉端L2=2H+h+5mm 锚固端L2=H+h+10mm 22符号表示：L1：螺丝端杆长度 24m孔道；320mmr：冷拉率 s：弹性回缩率 0.4-0.6% n：对焊接头数l0：每个对焊接头压缩率20-30mm H：螺母高度 h：垫块厚度 23例：已知：某屋架孔边长度为23000mm，且4冷拉r=4-2%，s=0.4%，两端用螺丝端杆锚具，5个接头l0=30mm，25，螺丝规格M30*2，螺丝端杆长度=320mm，螺帽厚度45mm，取外伸长L2=120mm，求下料长度L1。因为：L=L0/(1

11、+r-8)+n l0 L0=L1-2L1 L1=L+2L2=23.8+2*0.12=24.04mL0=L1-2L1=24.04-2*0.32=32.40mL=23.4/(1+0.042-0.004)+5*0.03=22.69m 24（二）预应力钢筋束和钢绞线束 1、锚具：自锁、自锚JM12型锚具，KT-2型锚具（可锻铸铁锥形锚具），XM型锚具和固定端用的镦头锚具。 P168-169 图4-23272、预应力筋制作（下料长度L） 两端张拉 公式4-10、12 一端张拉 公式4-11、1325（三）钢丝束 1、锚具钢质锥形锚具，钢丝束镦头锚具，锥形螺杆锚具 P172，图4-3033。2、钢丝束制作

12、3、钢丝束的张拉设备26二、后张法施工工艺 分：孔道留设，预应力筋张拉和孔道灌浆三部分1：孔道留设（1）钢管抽芯法：钢管（2）胶管抽芯法：橡胶管重复使用，造价低，但施工较烦。初凝后，终凝前抽。抽管顺序：先上后下。气孔：两端或跨中。（3）预埋波纹管法：金属波纹管不抽出。272：预应力筋张拉 混凝土强度设计混凝土强度标准的75%。主要要求张拉控制应力和张拉程序要求对称张拉，分批、分阶段张拉分批张拉的后张部分会损失部分预应力损失，故应提高先张部分预应力ncc = P175 公式4-1428预应力损失 （1）松驰变形，（2）砼收缩徐变（3）锚具变形（4）磨擦损失（5）重迭浇注损失： 上层对下层之约束，自上而下加大控制应力。 293：孔道灌浆 目的： 防止钢