现代预应力结构设计与施工

现代预应力结构一、设计二、材料与器具三、施工四、耐久性五、检测六、工程应用预应力的作用：1、提高混凝土结构的刚度和抗裂度2、利用高强材料的一种手段3、调整结构内力及形成柔性结构刚度的方法设计预应力基本原理由于预加应力spc较大，受拉边缘仍处于受压状态，不会出现开裂；受拉边缘应力虽然受拉，但拉应力小于混凝土的抗拉强度，一般不会出现开裂；受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度，虽然会产生裂缝，但比钢筋混凝土构件（Np=0）的开裂明显推迟，裂缝宽度也显著减小。预应力张拉施工千斤顶工作原理先张法后张法10.2施加预应力的方法先张法节省锚具Pretension先张法预应力施加预应力的方法后张法预应力后张法Post-tension局部承压设计有粘结与无粘结预应力无粘结预应力混凝土★锚具的可靠性★高强钢丝的可靠度★一定要有非预应力筋三、平衡荷载概念取荷载平衡法r当w=gk时，曲线预应力筋对混凝土产生横向分布压力恰好抵消梁均布恒荷载gk。按这种方法设计的预应力混凝土结构称为平衡荷载法。张拉控制应力和预应力损失◆在张拉预应力筋对构件施加预应力时，张拉设备（千斤顶油压表）所控制的总张拉力Np,con除以预应力筋面积Ap得到的应力称为张拉控制应力scon。◆它是预应力筋在在构件受荷以前所经受的最大应力。◆张拉控制应力scon取值越高，预应力筋对混凝土的预压作用越大，可以使预应力筋充分发挥作用。◆但σcon取值过高，可能会在张拉时引起破断事故，产生过大应力松弛。因此，《规范》规定了张拉控制应力限值[scon]。因为轮对预娃应力赶筋的帽张拉勿过程好是在宴施工坛阶段焦进行委的，燥同时毫张拉弓预应醉力筋轻也是阔对它给进行渠的一宋次检扔验，似所以却表中[sco休n]是以值预应纠力筋锣的标述准强域度给引出的节，且[sco受n]可不秤受抗进拉强享度设耐计值拜的限暮制。在下鄙列情魔况下把，[sco坦n]可提蔽高0.广05掉f辅pt榴k：⑴为提圣高构配件在漂施工糟阶段词的抗旦裂性你能，术而在振使用党阶段幕受压苏区内匀设置矩的预美应力伍筋；⑵为部歌分抵效消应屯力松锣弛、响摩擦俯、分然批张跟拉和射温差摇产生忠预应病力损辨失。为避妥免sco桑n的取当值过筹低，感影响崭预应哥力筋颠充分燃发挥里作用庆，《规范》规定sco黄n不应央小于0.区4fpt都k。预应络力损挪失◆预应遇力筋铜张拉秒后，敞由于贡混凝宫土和压钢材管的性渗质以言及制奥作方洗法上学原因笼，预应失力筋萍中应脉力会挺从sco群n逐步土减少，并删经过寇相当择长的元时间不才会承最终隔稳定艇下来半，这容种应痰力降炒低现受象称祥为预宴应力令损失饭。◆由于刺最终性稳定毕后的哭应力猫值才有对构晃件产简生实宽际的拐预应义力效帐果。密因此史，预句应力眉损失思是预躁应力排混凝犹土结催构设灿计和铺施工指中的雀一个昆关键锐的问遗题。◆过高毕或过煎低估普计预印应力绪损失爆，都顽会对溉结构爱的使翅用性隶能产窜生不程利影傅响。由于律预应押力的护通过看张拉提预应去力筋纸得到瞒，凡哗是能繁使预淋应力左筋产蓄生缩伍短的钥因素裕，都忧将引东起预屈应力抓损失，主要井有：◆锚固敏损失泥：锚具服变形谋引起盘预应狮力筋葬的回狱缩、映滑移◆摩擦旬损失根：在预竿应力侮筋张持拉过叠程中紫，后婚张法俱预应真力筋晚与孔岁道壁莲之间恩的摩句擦，骂先张烤法预批应力翼筋与棍锚具洗之间彩以及锤折点亦处的柴摩擦滤，也虽会使苹张拉摄应力填造成垃损失傍。◆混凝拣土的徐收缩险和徐耗变引雷起的丘损失◆松弛陷损失：长据度不峰变的盖预应斑力筋丧，在谁高应枣力的违长期伤作用侧下会软产生尸松弛袍，会图引起密预应紧力损引失。◆温差酷损失：先张居法中算的热知养护叠引起搏的温气差损前失◆弹性脾压缩酷损失：混凝员土弹阁性压宪缩，众后张就法中盟后拉锹束对望先张拒拉束首造成吊的压蒜缩变咸形而驼产生驻分批述张拉乐损失斯等。锚固辨损失σl1预应揪力筋采张拉可后锚于固时荒，由鼻于锚宾具受碍力后湿变形兄、垫轮板缝辽隙的泰挤紧塑以及框钢筋询在锚山具种辟的内稼缩引榴起的雕预应妨力损哭失记呢为sl1。对直恶线预爷应力轿筋，对于惊曲线缘瑞预应足力筋收张拉概锚固肺时，脉由于踩锚具否变形牛和钢颤筋内阻缩a(m欺m)，使拒预应易力筋桐有回弊缩的杠趋势萄，从皮而产它生反向言摩擦锅力以阻带止其割内缩有。反向震摩擦么力只鲜在一伍定的馆影响纯长度lf(m咸)内发读生，即在秃距张波拉端lf处，派预应直力筋贱的内钢缩值炕为零惯。锚固蛛损失嫩的计青算原雁理根据竿预应毫力曲周线或杂折线桶筋与污孔道娱壁间拾反向庆擦影座响长奴度内逮的预扬应力贝筋总貌变形躬与预亚应力瞒筋内歌缩和雷锚具俊变形罚值相残协调堵的原妥理确浓定锚拆固损容失，摄即式中谎为预少应力滥筋的培内缩首和锚象具变艰形值a(盏mm），Ep为预桥应力胜筋的秤弹性汁模量刻（N/茅mm2），w为锚序固损兆失的本应力毯图形救面积佣。设反挠向摩较擦和暑正向氧摩擦伐相同Ds=2sl2锚固际损失孕与反王弯点赵的关艳系计算留实例摩擦霉损失sl2摩擦驰损失星是指奋在后张阀法张拉侄钢筋恼时，过由于盗预应嘉力筋候与周笔围接创触的姥混凝弄土或块套管借之间岩存在搁摩擦趋，引烤起预告应力邻筋应炎力随培距张局拉端贯距离盘的增类加而谱逐渐羊减少罩的现籍象。直线预应力筋曲线预应力筋q为张割拉端棉与计悬算截球面曲姑线部威分的却切线胀夹角期（ra焰d）设该劝夹角银很小线，可馋近似覆取张林拉端英到计侦算截虹面的栗距离x=rq，则菌摩擦简损失sl2为，若一端张拉两端张拉超张拉减少宗摩擦旨损失奇的措悲施热养飘护损引失sl3为缩盆短先府张法丘构件柳的生悟产周纳期，恳常采旬用蒸糠汽养续护加抵快混现凝土鼠的凝唤结硬胀化。升温馆时，假新浇倒混凝始土尚毅未结遵硬，姓钢筋产受热隶膨胀王，但搂张拉耕预应组力筋窃的台裙座是坑固定大不动因的，降亦即光钢筋枕长度右不变林，因脸此预颜应力黄筋中陡的应流力随贿温度皆的增皮高而亭降低裂，产培生预币应力管损失sl3。降温数时，脚混凝煤土达谦到了级一定伯的强记度，耽与预劲应力炕筋之版间已港具有橡粘结严作用甩，两馒者共区同回俱缩，酿已产获生预筝应力骆损失sl3无法山恢复款。设养贞护升技温后奥，预酒应力生筋与犹台座踢的温他差为Dt℃，取咱钢筋株的温摄度膨烛胀系迫数为1×爷10-5/℃，则王有，钢筋愧松弛盆损失sl4钢筋丑在高丸应力超长期凳作用定下具劣有随仆时间解增长采产生免塑性础变形川的性声质。钳在长温度保舅持不犯变的盗条件盖下，嘉应力袖值随酸时间直增长梢而逐旺渐降并低，价这种俗现象近称为轿松弛丢。应力刑松弛典与初后始应吩力水必平和是作用抛时间胸长短卵有关衫。根据岸应力确松弛菌的长摆期试筒验结拿果，《规范》取普通预应力钢丝和钢绞线：低松革弛预倚应力校钢丝唐和钢反绞线：当sco调n≤0罩.7fpt拨k时，当0.7fptk<scon≤0.8fptk时，ψ为超丽张拉命系数境，一友次张再拉时揪，取ψ=1；超裁张拉垫时，淹取ψ=0缠.9。当sco扬n≤0掀.5fpt灿k时，缎可不牧考虑称应力表松弛肉损失硬，即骂取sl4=0。收缩盈徐变库损失sl5混凝夺土的收缩和徐变，都释会导隆致预束应力子混凝陵土构迅件长稳度的剃缩短温，预虽应力灿筋随饭之回筑缩，萝引起骡预应缩慧力损农失。由于仍收缩淡和徐挽变是级同时族随时牧间产仗生的斑，且炎影响汉二者初的因夺素相声同时耀随变爬化规猎律相掀似，《规范》将二阵者合凯并考抽虑。《规范》对混席凝土巴收缩迈和徐货变引昨起的明损失雁，按洞下列猛公式领计算异：先张法后张法An=Ac+asAs先张法后张法A0=Ac+apAp+asAs预应类力损贴失的袜组合预应庭力混陵凝土警构件涉从预府加应劣力开他始即刻需要知进行隶计算恰，而执预应访力损裙失是是分批份发生学的。姓因此叛，应视根据窃计算疯需要靠，考栏虑相蜜应阶欧段所果产生爽的预鹿应力店损失醉。⑴混凝坟土预壤压前悟完成便的损示失lI；⑵混凝剖土预坚压后扒完成苹的损话失lII。根据忙上述始预应墨力损谜失发慰生时跟间先鼠后关抓系，役具体馒组合低见表吹。考虑热到预方应力案损失校计算两的误奶差，仙在总们损失鹿计算泳值过汤小时冷，产宜生不迁利影连响，《规范》规定腿当总故损失科值l=lI+lII小于狮下列允数值悦时，怎按下淡列数贯值取暴用，先张刊法构五件10欣0M焰Pa后张将法构门件80吐MP笋a混凝岔土弹喷性压狂缩引垦起的丽损失sle先张堡法构雅件放裳张时，预漠应力竿筋与螺混凝样土一确起受捞压缩暴短，朝引起拥预应眠力筋陕应力滩降低卖。设混铸凝土辅预压友应力期在弹体性范涛围，际则根贪据钢墙筋与变混凝舅土共获同变厨形的即条件向，可袋得混栏凝土镰弹性疑压缩吃引起凑的损屈失sle为，对后粉张法汽构件素，当炮一次炼张拉醉所有双预应撞力筋身时，晨无弹嚷性压斥缩损替失。预应冶力度阁的概销念1、应的力比陈惠扩玲提姥出：σpc有效层预压摧应力着；σsc外荷原载在创混凝统土中喇产生太的拉茶应力题。3、部华分预麦应力寒比2、弯屈矩比预应宾力实用茫设计尖方法1、根据守使用劝条件短期真荷载驼组合长期便荷载昆组合2、承划载力生极限券状态裂缝旗宽度颈与名涨义拉判应力对于等后张惭拉预脊应力县混凝荐土结游构，妇每配汉置受崖拉区丽面积1%普通朝钢筋欠可以祝提高便名义掩拉应蜡力容臣许值4M鉴Pa柱中认预应说力筋仅线型锚具还、材蒙料、殿张拉掠设备夹片弊式锚兼具预应且力筋路总成预应译力钢款材预应弱力用省金属奴波纹纤管张拉才端锚信具、怖喇叭娱管等固定情端锚巨具（哥一）固定眼端锚驱具（爸二）镦头弄锚具预应想力用浓连接涝器预应库力筋菠在连费续梁吵中布兆置预应弦力钢梨筋3钢绞展线是暂用2、3、7股高仅强钢纳丝扭依结而血成的盲一种板高强笑预应裂力筋动，其渡中以7股钢教绞线筑应用删最多。7股钢城绞线隔的公美称直峡径为9.肉5~联15红.2双m屿m，通槐常用毛于无混粘结缘瑞预应叉力筋悔，强呀度可膛高达18棉60颜MP斜a。2股和3股钢买绞线拣用途延不广且，仅可用于开某些井先张拿法构蛙件，安以提米高与圆混凝罪土的予粘结废强度窄。二、辉混凝胳土——预应缝力混挤凝土冬要求深采用汇高强乞混凝币土★可以然施加朵较大里的预盟压应零力，爸提高役预应降力效沾率；★有利拳于减迹小构夫件截掘面尺鹊寸，迅以适虑用大找跨度倍的要立求；★具有词较高击的弹蜻性模只量，谜有利贩于提棍高截玩面抗吐弯刚馋度，仅减少愉预压企时的苏弹性脏回缩柱；★徐变机较小锡，有申利于坝减少诸徐变肿引起飘的预字应力辣损失员；★与钢贯筋有妈较大销粘结幸强度熄，减莫少先心张法缺预应赞力筋繁的应拥力传饱递长歼度；★有利篮于提驼高局序部承与压能裙力，族便于鸡后张佩锚具氏的布型置和排减小掉锚具围垫板仅的尺罩寸；★强度直早期慰发展渐较快触，可饺较早收施加提预应防力，巡寿加快棉施工巩速度毙，提任高台坦座、谅模具贸、夹冶具的耍周转冠率，满降低奶间接腾费用一般芝预应阔力混段凝土芽构件雨的混货凝土驳强度葡等级个不低寒于C3走0，当安采用超高强咸钢丝麻时不港低于C4逢0。纤维盲丝纤维止布碳纤维布芳纶纤维布PBO布玻璃纤维布纤维储板CFRP板GFRP板材FRP蜂窝板材CFRP型材纤维射筋(a)Leadline(b)CFCC(c)FiBRA(b)Arapree圆形矩形(a)Technora光圆变形绞线张拉振的千务斤顶柳州话海威赴姆建贸筑机飞械有闸限公益司候开发捎张拉破监控两系统42痕.6识MP畜a时有1.遥0M及Pa的误僻差，施工肺设备厉的改拔进：真空竹灌浆旗工艺真空陡灌浆贯示意积图真空锡压浆棒的基蒜本原赞理首先劣采用肠真空掏泵抽宾吸预爱应力圣孔道仇中的印空气付，使欣孔道要真空苍度达瞎到-序0．照1M扫Pa欺左右搬(至炊少不床低于度-0钉．0受6M床Pa寨)，遥然后洞将水仗泥浆府压人揉到孔贴道中骆，从掏而减北少气强泡及职泌水间影响斜，提我高孔被道压傲浆的锡饱满篮度，碧对预税应力余筋形款成密乱实的篇保护庆层，拼达到虾耐久够的防淘护目返的。耐久矮性1．影竭响预在应力慌混凝涂土结产构耐垄久性胀的主馒要因嘱素内因黎：混饲凝土令的水侄灰比强、保虾护层紧厚度仓、最寇大裂芬缝宽播度、遥混凝西土的露浇筑中及养仙护质衣量等碌；外因蜡：环贡境侵兔蚀条枪件、秀环境敌相对昨湿度过及温限度等甘因素资。后张漆预应帅力：浴预应皇力筋煎的防赶腐及壮锚固析状况脱、管王道灌游浆密恐实度床等因椅素。2.横向推裂缝崭在0．1—林0．3m乎m范围嗽内对艺预应访力混泊凝土漠结构铸耐久兆性影屿响不粉大，毫表明参现行屿混凝壁土结委构规寻范中壶规定牌的裂酿缝宽杏度标毒准能饶满足魔耐久累性要视求。3、在舰侵蚀耻环境勿下，隶预应减力筋助的腐猾蚀破厚坏通毒常可愿分为计两种柔类型新：1）应全力腐挂蚀引乎起的规破坏纵。2）氢喊脆腐仰蚀导拔致的浮破坏溉。力筋砌的腐弄蚀断尖裂需爽要具兴备以殿下三府个条浑件：(1愉)足够洁大的侧拉应桐力；(2毕)侵蚀慈性介捐质的弃存在裙；(3掏)力筋量表面悔存在核局部诸腐蚀隙坑或杨缺陷(如凹亏坑、袍裂纹茄等)。工程丹调查较表明份：在袍其它评主要钱影响惕因素腊不对离结构悟耐久酷性产茄生负亚面影犯响情推况时帮，在禾碳化利环境异下，湖可以广认为绵最大往裂缝乡丰宽度Wm篇ax＜