学习情境六预应力混凝土构件课件讲解

学习情境六预应力混凝土构件

知识目标混凝土构件的构造要求了解混凝土构件的构造要求，包括构件的尺寸、形状、配筋率等，以确保构件具有足够的强度和稳定性。预应力的方法和工具掌握施加预应力的方法和工具，包括张拉机具、锚具、钢筋束等，以确保预应力施工的准确性和安全性。预应力损失计算验算熟悉预应力损失计算验算，包括预应力钢筋的松弛、混凝土的收缩和徐变等因素对预应力损失的影响，以确保预应力设计的合理性。具备进行混凝土构件设计的能力，能够根据工程需求和规范要求，设计出合理、安全的混凝土构件。混凝土构件设计施加预应力方法和工具预应力损失计算验算掌握施加预应力的方法和工具，能够熟练操作相关设备，确保预应力施工的准确性和效率。熟悉预应力损失计算验算，能够进行预应力损失的计算和验算，确保预应力效果达到设计要求。030201职业能力目标案例导入

某铝业有限公司电解车间，属单层排架结构工业厂房，需要制作

160根吊车梁。吊车梁

为

6m后张预应大混凝土吊车梁，等高工字形截面;预应力钢筋采用高强钢丝束，共有四束

预应力钢筋;混凝土强度为

C45。吊车梁由沈阳钼镁设计研究院设计。采用单层平卧预制。

预应力混凝土结构在我们生活中随处可见。思政融入

混凝土的抗拉性能差是总所周知的，如果我们将思路仅仅局限在从原材料的角度来解

决这个问题，取得的成果时有限的，而预应力混凝土技术出现，从技术措施上打开了一扇新

的大门，有效的提升了混凝土的性能，所以我们在工程实践中，也要解放思维，从不同的角

度思考问题。一、预应力混凝土的构件二、预应力混凝的分类三、预应力混凝土构件材料四、案例讲解五、强化任务六、任务总结目录01预应力混凝土的构件123混凝土作为一种建筑材料，主要缺点之一就是抗拉的能力很低，在工作阶段就有裂缝存在。混凝土裂缝问题通过提高混凝土强度等级和采用高强度钢筋，都不能从根本上解决钢筋混凝土结构裂缝的开展和延伸问题。预应力混凝土为了加大截面尺寸，需要浪费材料并增加结构自重，且可能导致构件裂缝和变形的增加。普通钢筋混凝土预应力混凝土的构件普通钢筋混凝土构件存在下列缺点⑴在正常使用条件下，

以为构件裂缝的存在，导致钢筋在某些环境中容易腐蚀，降低

了结构耐久性。

⑵通过增加截面尺寸来控制构件的裂缝和变形，既浪费了材料，又增加了结构自重。

⑶为了限制裂缝宽度，需控制裂缝处钢筋的拉应力，但是当钢筋应力达到

20~40MP时，混凝土已经开裂，导致钢筋强度得不到充分发挥，所以一般都采用低强度钢筋。解决混凝土抗拉能力低01解决混凝土抗拉能力低所带来的这一系列问题，目前最有效的方法是采用预应力混凝土方法02通过张拉钢筋，利用钢筋的回弹，对在荷载作用下的受拉区混凝土施加一定的预压应力，使其能够部分或全部抵消由荷载产生的拉应力，甚至使构件受压03这种做法实际上是利用混凝土较高的抗压能力来弥补其抗拉能力的不足，减小变形，提高刚度，满足使用要求。混凝土抗拉能力低解决方法在预应力混凝土中，钢筋的应力可以得到充分发挥，因为混凝土在荷载作用下会产生压缩变形，从而减小钢筋的拉应力。随着科技的发展，高强钢筋的使用越来越普遍，但其应力达到500~1000N/mm2时，裂缝宽度将很大，无法满足使用要求。钢筋混凝土高强钢筋预应力混凝土的构件02预应力混凝的分类对应于一级裂缝控制要求，在全部荷载最不利组合下，混凝土不出现拉应力；全预应力混凝土对应于二级裂缝控制要求，在全部荷载最不利组合下，混凝土截面的拉应力不超过其规定的限值有限预应力混凝土对应于三级裂缝控制要求，在使用荷载作用下，混凝土截面拉应力没有限制，允许开裂，但最大裂缝宽度不超过规定限值。当按照预加应力的大小这个角度来考虑时，可把有限预应力混凝土归纳到部分预应力混凝土中部分预应力混凝土预应力混凝的分类缺点(1)施工工序多，技术要求高；(2)需要专门的锚具和张拉设备，以及预应力钢筋，费用高；(3)开裂荷载与破坏荷载过于接近，破坏前的延性差。有黏结预应力混凝土预应力钢筋在全长上与混凝土结合在一起，产生黏结力优点(1)延缓构件开裂，减小裂缝宽度；(2)提高抗裂度和刚度；(3)节约钢筋，减轻自重，可建造大跨高层结构。无黏结预应力混凝土在预应力钢筋表面涂以沥青等防滑防锈材料，并套上塑料管等材料使之与混凝土隔离，预应力钢筋可自由滑动，不与周围混凝土产生黏结力，常用于后张法。预应力混凝土分类及优缺点预应力混凝土的应用范围:(1)优先采用预应力混凝土的结构;(2)要求裂缝控制等级较高的构件；(3)大跨度或受力很大的构件；(4)对构件刚度和变形控制要求较高的结构构件。03预应力混凝土构件材料预应力混凝土构件材料⑴预应力混凝土结构中的钢筋包括预应力钢筋和普通钢筋。普通钢筋的选用参考单元一第一节。预应力钢筋在张拉时受到很高的拉应力，在使用荷载下，其拉应力还会继续提高，因此宜采用高强度钢筋，如预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋，其规格和强度标准值参照表6.1。1）强度高；预应力钢筋具有较高的抗拉强度。2）具有一定的塑性；为避免在构件发生脆性破坏，预应力筋在拉断前具有一定的伸长率。3）良好的加工性能；以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求。4）与混凝土之间有良好的粘结；通常采用‘刻痕’或‘压波’方法来提高与混凝土粘结强度。我国目前常用的预应力钢材主要有：钢绞线，钢丝。预应力混凝土构件材料⑵预应力混凝土结构的混凝土受到预压应力的作用，预压应力越大，对结构越有利，

因此应采用较高强度的混凝土，其强度等级不宜低于

C40，且不应低于

C30。当采用山砂

混凝土土及高炉矿渣混凝土时，应符合专门标准的规定。1）强度高。预应力混凝土要求采用高强混凝土，可以施加较大的预压应力，有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求；2）收缩、徐变小，有利于减少收缩、徐变引起的预应力损失；3）快硬、早强。可较早施加预应力，加快施工速度，提高台座、模具、夹具的周转率

。预应力钢筋具有良好的加工性能，以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求，与混凝土之间有良好的粘结。加工性能与粘结我国目前常用的预应力钢材主要有钢绞线，钢丝。钢绞线是用直径5~6mm的高强钢丝捻制而成的一种高强预应力筋。常用预应力钢材7股钢绞线的公称直径为9.5~15.2mm，强度可高达1860MPa。钢丝分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种。钢绞线的公称直径钢丝外形分为光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝三种，极限抗拉强度标准值钢丝的种类预应力混凝土构件材料04案例讲解案例讲解预应力混凝土桥出现在20世纪30年代，50年代以来不断取得巨大发展，主跨90米，在中、小跨度范围内现已占绝对优势，在大跨度范围内它正在同钢桥展开激烈竞争。它是主要承重结构采用预应力钢筋混凝土结构的桥梁。预应力混凝土结构的基本原理是什么呢？

解答：预应力混凝土是根据需要人为引入某一数值分布的内应力，用以全部或部分抵消外荷载应力的一种加筋混凝土，使构件在使用荷载作用下不开裂或推迟开裂或开裂宽度较小05强化任务思考题：预应力混凝土结构的应用范围还有那些？强化任务06任务总结任务介绍本次任务主要从预应力混凝土构件引入，详细介绍预应力混凝土结构的分类及特点。强调了预应力混凝土构件材料。预应力混凝土材料预应