预应力混凝土结构教案

混凝土结构设计原理课程教案授课时间第1周第节课次1授课方式（请打√）√理论课□讨论课□实验课□习题课□其他□√课时安排3学时授课题目（教学章、节或主题）：预应力混凝土构件设计一、预应力混凝土的基本知识二、预应力混凝土构件设计的一般规定（一）张拉控制应力（二）预应力损失三、有效预应力沿构件长度的分布四、无粘结预应力混凝土结构教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1．掌握预应力混凝土的概念；熟悉预应力混凝土的分类。2．掌握张拉预应力钢筋的方法；了解夹具和锚具。3．掌握预应力混凝土材料的基本要求；预应力混凝土特点。4．掌握张拉控制应力的有关概念5．熟悉预应力损失的计算原理。6．掌握减少各项预应力损失的方法。7．掌握先、后张法预应力损失组合的基本原则。8．熟悉先张法有效预应力的传递长度和锚固长度；9．熟悉先、后张法有效预应力的分布规律。10．了解无粘结预应力混凝土的基本概念。教学重点及难点：教学重点：1．预应力混凝土的概念。2．预应力混凝土材料的基本要求，张拉控制应力的有关概念。3．预应力损失计算原理。减少各项预应力损失的方法。4．先、后张法预应力损失组合的基本原则。5．先张法有效预应力的传递长度和锚固长度；6．先、后张法有效预应力的分布规律。教学难点：1．预应力损失的计算原理。课堂组织1.对比普通混凝土结构讲解预应力混凝土的基本概念；熟悉预应力混凝土的分类；→张拉预应力钢筋的方法；→夹具和锚具；→预应力混凝土材料的基本要求；→预应力混凝土特点；2．讲解张拉控制应力的有关概念→介绍预应力损失的类型。3．讲解各种预应力损失的产生机理→各种预应力损失的计算方法→减少预应力损失的措施。4．先、后张法预应力损失组合的基本原则。5．先张法有效预应力的传递长度和锚固长度；→先、后张法有效预应力的分布规律。6．简要介绍无粘结预应力混凝土的基本概念。教学基本内容方法及手段时间分配（分钟）预应力混凝土构件设计一、预应力混凝土的基本知识1.钢筋混凝土构件的最大缺点是抗裂性能差。混凝土开裂，使构件的刚度降低，变形增大。施加预应力：2．预应力混凝土的分类（1）先张法与后张法。（2）全预应力和部分预应力。（3）有粘结预应力与无粘结预应力。3．施加预应力的方法（1）先张法（2）后张法多媒体讲解15教学基本内容方法及手段时间分配（分钟）4．锚具5．预应力混凝土的材料对钢筋、混凝土的基本要求，及选用。6．预应力混凝土的特点二、预应力混凝土构件设计的一般规定1．张拉控制应力σcon若σcon过大，则会产生如下问题：(1)个别钢筋可能被拉断；(2)称为预拉区甚至开裂，还可能使后张法构件端部混凝土产生局部受压破坏；(3)使开裂荷载与破坏荷载相近。2．预应力损失：6种预应力损失基本概念：多媒体讲解2010（二）预应力损失1.张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1介绍产生的原因：σl1=α·Es/l讲解减小σl1的措施2.后张法中预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失σl2。讲解产生σl2的原因：3.先张法中由于温差引起的预应力损失σl3。产生原因：ε＝△l/l＝lα△t/l＝α△tσl3=2Δt讲解减少σl3的措施。多媒体讲解20教学基本内容方法及手段时间分配（分钟）4.预应力钢筋的应力松弛引起的预应力损失σl4（先张法和后张法都有）。讲解产生原因：介绍计算方法：讲解减少σl4的措施5.混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失σl5。讲解影响因素：多媒体讲解25讲解计算方法:减少措施：所有能减少混凝土收缩徐变的措施，相应地都将减少σl5。6.用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失σl6。（仅在后张法制作的环形构件中存在）多媒体讲解107.预应力损失的分阶段组合第一批损失记为σlⅠ，先张法σlⅠ＝σl1+σl3+σl4后张法σlⅠ＝σl1+σl2第二批损失记为σlⅡ，先张法σlⅡ＝σl5后张法σlⅡ＝σl4+σl5+σl6全部损失σl＝σlⅠ＋σlⅡ总损失值σl小于下列数值时，应按下列数值取用：先张法构件100N／mm2：后张法构件80N／mm2。多媒体讲解10教学基本内容方法及手段时间分配（分钟）三、有效预应力沿构件长度的分布1.先张法——预应力传递长度ltr和锚固长度la。ltr＝ασped/ftkla=αfpyd/ft预应力传递长度ltr和锚固长度la的应用。2．后张法构件有效预应力沿构件长度的分布后张法构件中预应力钢筋的有效应力沿构件长度方向的各截面是不同的从而在混凝土中建立了有效预应力也是变化的(张拉端最大、锚固端最小)，其分布规律同摩擦损失，所以计算后张法构件时必须特别注意针对的是哪个截面。10.2.4无粘结预应力混凝土结构，一般是指在预应力钢筋外面涂防腐油脂外包塑料套管防止钢筋与混凝土粘结、按后张法制作的预应力混凝土结构。多媒体讲解15讲解无粘结预应力混凝土结构有如下优点：本次课总结：1．预应力混凝土的概念；2．预应力混凝土材料的基本要求；3．张拉控制应力的有关概念4．熟悉预应力损失的计算原理。5．掌握减少各项预应力损失的方法。6．掌握先、后张法预应力损失组合的基本原则。多媒体讲解10思考题：1.预应力构件张拉控制应力为什么不宜太高，也不宜太低？2.为什么预应力砼构件必须采用高强材料？3．对混凝土施加预应力的目的是什么？4．张拉预应力钢筋的方法有哪些？3．预应力混凝土对夹具和锚具有何要求？4．预应力混凝土材料的基本要求有哪些？5．减少各项预应力损失的方法有哪些。6．先、后张法预应力损失组合的基本原则。7．说明先张法有效预应力的传递长度和锚固长度如何确定；8．说明先、后张法有效预应力的分布规律。课后小结1．预应力混凝土的概念；2．张拉预应力钢筋的方法；3．夹具和锚具；4．预应力混凝