预应力混凝土结构构件ppt课件教学教程

1、第五篇 预应力混凝土结构构件第十四章 预应力混凝土结构的基本原理第十五章 预应力混凝土轴心受拉构件 第十六章 预应力混凝土受弯构件 第十四章14.1 预应力混凝土的基本概念14.2 预加应力的效果14.3 预加应力的方法14.4预应力混凝土分类14.5 预应力混凝土材料及锚夹具14.6 预应力损失14.7 预应力的传递和局部承压14.8 等效荷载14.9 预应力技术的发展14.1 预应力混凝土的基本概念原理是利用预先施加的拉应力抵抗使用过程中出现的压应力，或利用预先施加的压应力抵抗使用过程中出现的拉应力。混凝土的抗拉性能远好于抗压性能，其抗拉强度仅为抗压强度的1/181/8，极限拉应变仅为0.

2、1010-30.1510-3。在正常使用阶段，普通钢筋混凝土梁一般是带裂缝工作的，截面的开裂导致构件刚度降低、变形增大，结构的耐久性降低。14.1.2 施加预应力的目的林同炎 (1)预加应力的目的是将混凝土变成弹性材料 , “无拉应力”或“零应力”作为预应力混凝土设计准则。 2预加应力的目的是使高强钢材和混凝土能够共同工作3预加应力的目的是荷载平衡14.2 预加应力的效果14.2.1 预应力混凝土与钢筋混凝土的比较1.裂缝及变形裂缝出现迟、裂宽小，因此刚度大；同时施加预应力会产生反拱，所以挠度很小 .2钢筋应力变化情况开裂后的钢筋混凝土梁中的钢筋应力随外荷载的增加而增加，内力臂的变化不大，抵抗

3、弯矩的增大主要靠钢筋应力的增加。而预应力筋由于已有较高的预拉应力，在使用荷载范围内，随着外载的增加，抵抗弯矩的增大主要靠内力臂的增加。预应力筋应力增长比例小，因此在使用荷载下，即使预应力梁开裂，裂宽也较小。3裂缝闭合预应力程度高的预应力梁，超载时可能开裂，但卸载后裂缝会闭合。钢筋混凝土梁裂缝闭合程度较差。4预应力被克服后 一旦预应力被克服，预应力混凝土和钢筋混凝土之间就没有本质的不同，预应力混凝土梁的受弯承载力或轴拉构件的承载力与钢筋混凝土相同，与是否施加预应力无关。14.2.2 预应力混凝土结构的优点1变被动设计为主动设计;2在使用荷载作用下不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展，提高结构的耐久性。

4、3可以合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土，从而节省材料，减轻结构自重。4可以提高结构或构件的刚度，使混凝土结构的应用范围进一步扩大。5施加预应力相当于对结构或构件作了一次检验，有利于保证质量。6由于在正常使用阶段钢筋和混凝土的应力变化幅度较小，重复荷载下的抗疲劳性能较好。7具有良好的裂缝闭合性能。8提高抗剪性能。14.3 预加应力的方法 张拉预应力筋的方法又有千斤顶张拉、机械张拉、电热法张拉、化学张拉等。目前应用最普遍的是用液压千斤顶张拉预应力筋。千斤顶张拉可分为先张法和后张法两类。14.3.1 先张法1在生产台座上张拉钢筋至要求的控制应力，并将其临时锚固于台座上。2制作混凝土构件。3待构件

5、混凝土达到一定的强度(规范规定，不宜低于混凝土设计强度等级的75%)后，放松预应力筋。由于预应力筋的回缩受到混凝土构件的约束，混凝土构件受压产生预压应力。先张法一般用于生产中小型构件，如楼板、屋面板、檩条和中小型吊车梁等。14.3.2 后张法1制作混凝土构件(或块体)，并在预应力筋位置处预留孔道。2待混凝土达到一定强度(规范规定，不宜低于混凝土设计强度等级的75%)后，穿预应力筋，然后直接在构件上张拉预应力筋，同时混凝土受压。3当预应力筋张拉至要求的控制应力值时，在张拉端用锚具将其锚固，使构件的混凝土维持受压状态。预应力的传递主要是依靠设置在预应力筋两端的锚固装置(锚具及其垫板等)。一般适用于

6、现场施工的大型构件或结构。14.4预应力混凝土分类全预应力混凝土和部分预应力混凝土随预应力和荷载相对大小的变化，预应力混凝土构件受拉区的应力状态有三种可能，即：受拉区混凝土不出现拉应力，仍处于受压状态；受拉区混凝土已出现拉应力，但截面尚未开裂；受拉区混凝土已经开裂。 无粘结和有粘结 对后张法预应力混凝土构件，根据预应力筋与混凝土之间的粘结状态，可以分为有粘结预应力混凝土构件和无粘结预应力混凝土构件。当预应力筋张拉至要求的应力后，以有粘结的材料通过压力灌浆将预留孔道填实封闭，使预应力筋沿全长与周围混凝土粘结，这种构件即称为有粘结预应力混凝土构件；当预应力筋沿全长与周围混凝土不粘结、可发生相对滑动

7、，靠锚具传力，这种构件即称为无粘结预应力混凝土构件。 14.5 预应力混凝土材料及锚夹具混凝土 :预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C30；当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢钢筋作预应力钢筋时，不宜低于C40。预应力筋 :预应力筋要求高强度、低松驰预应力筋将会产生预应力损失(降低)，其值有时可达到200N/mm2左右;灌浆材料 :一般采用纯水泥浆，强度等级不应低于M20，水灰比宜为0.400.45。 14.5.1 预应力混凝土结构的锚夹具 锚具和夹具是锚固预应力筋的工具，它主要是依靠摩阻、握裹和承压来固定预应力筋。能够重复使用的称为夹具；留在构件上不再取下的称为锚具。 一群锚锚具 国内的群

8、锚有QM、OVM、HVM及XM等多种，其原理相同，仅局部构造处理方法不同。二JM型锚具二JM型锚具三螺丝端杆锚具四镦头锚具五弗式锚具14.6 预应力损失14.6.1 张拉控制应力张拉控制应力是张拉预应力钢筋时，张拉设备所控制的总张拉力除以预应力钢筋截面面积得到的应力值。为了充分发挥预应力的优点，张拉控制应力 宜定得高一点，以使混凝土获得较高的预压应力，提高构件的抗裂性。 但 过高，构件开裂时的荷载与破获时的荷载接近，构件开裂不久即丧失承载力； 在张拉控制应力相同时，后张法的实际预应力效果高于称张法。因此，对于相同种类的钢筋，先张法的张拉控制应力可高于后张法。14.6.2 预应力损失*由于预应力

9、施工工艺和材料性能等原因，预应力筋中的初始预应力在施工及使用过程中将不断降低，这种现象称为预应力损失。规范建议的预应力损失值计算方法和减少预应力损失的措施。一预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失 考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数，按表14-3取用； x张拉端至计算截面的距离（m），并不应大于；当 x+0.2时，l2可按下列近似公式计算：为了减少摩擦损失，可采用两端张拉或超张拉。二锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失只须考虑张拉端，不须考虑锚固端，因为锚固端的锚具变形等在张拉过程中已经完成。三混凝土加热养护时预应力筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失为了减少混凝土加热养护温差引起

10、的预应力损失，可采用二次升温养护，即首先按设计允许的温差范围控制升温，待混凝土凝固并具有一定的强度后，再进行二次升温 四预应力钢筋的应力松弛引起的预应力损失预应力钢丝、钢绞线 普通松弛 低松弛热处理钢筋一次张拉 超张拉 五混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失 、 先张法构件： 后张法构件： 六螺旋式预应力钢筋局部挤压混凝土引起的预应力损失14.6.3 预应力损失的组合通常把混凝土预压前产生的预应力损失称为第一批损失，其值以符号 表示;把混凝土预压后产生的预应力损失称为第二批损失， 表14-4 各阶段预应力损失值的组合混凝土预压前(第一批)的损失混凝土预压后(第二批)的损失预应力损失值的组合先张法构件后张法构件14.7 预应力的传递和局部承压一预应力筋的预应力传递长度预应力筋应力由零增至最大值所需要的长度称为预应力的传递长度，以符号 表示。二预应力筋的锚固长度14.7.2 局部受压承载力计算一局部受压面积验算Fl1.35clfcAln 二局部受压承载力验算14.8 等效荷载