预应力混凝土结构的一般知识.ppt
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1、碟 硅 效 钎 滦 柑 窃 蚂 根 信 瑚 韶 唇 通 媚 铱 蘸 道 课 本 秃 贮 啪 泡 悯 绷 虫 蕉 架 尚 叫 譬 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预应力混凝土结构一般知识 本章主要介绍预应力混凝土的基 本概念、预应力混凝土结构构件的基 本计算规定、预应力混凝土轴心受拉 构件的设计、预应力混凝土构件的构 造要求。重点是预应力混凝土构件的 基本概念。 本章提要 婶 啪 垃 梨 韵 升 粥 膘 惟 秦 揭 共 挣 辩 岩 侄 舔 睫 系 姑 媒 临 沉 卉 丘 凸 渣 潍 柿 狙 侈 耘 预 应 力 混 凝 土 结
2、 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 本 章 内 容 8.1 基本概念 8.2 预应力混凝土结构的材料 8.3 预应力混凝土结构构件的基本计 算规定 8.4 预应力混凝土轴心受拉构件 8.5 预应力混凝土结构的构造要求 湃 憨 脚 霸 叶 矗 耻 促 扰 洱 香 兼 吹 笆 毅 侯 昆 尺 巢 淮 巡 酷 义 埃 归 鱼 明 琼 骋 撰 恐 睡 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 8.1 基本概念 混凝土受拉构件、受弯构件、大偏心受压构件等,在各种 荷载作用下,都存在受拉区。由于混凝土的
3、抗拉强度低,极限 拉应变很小,当荷载不是太大时,上述构件中将出现裂缝。 混凝土的极限抗拉应变值ctu大约为0.00010.00015,不允 许开裂的构件钢筋应力只能达到: s=Ess=Esctu=2105(0.00010.00015)=2030N/mm2 允许开裂的构件,钢筋应力达到250N/mm2,裂缝宽度已 达0.20.3mm,构件耐久性降低。为了满足变形和裂缝宽度要 求,需增大截面尺寸和用钢量,将使自重过大,钢筋混凝土结 构用于大跨度结构成为不可能或不经济。 钢筋混凝土构件的另一大缺点是不能采用高强度钢筋。( 使用荷载下,应力可达5001000N/mm2,此时裂缝宽度满足 不了要求) 一
4、、 普通钢筋混凝土结构的缺点 趾 丧 粕 纳 锄 蒂 驾 夷 伏 辅 姓 酵 凉 普 副 泻 梅 拓 袋 蚂 禾 仍 牺 盟 寿 郧 沮 狡 债 燃 饮 个 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 最后一点是:提高混凝土强度等级对构件抗裂 性能所起的作用也是极其有限的,因为各强度等级 混凝土的极限抗拉应变相差不大;增大构件截面尺 寸能提高抗裂性,但所需混凝土多,构件自重大。 循 掖 某 辗 乒 啊 砍 谦 陕 挺 竹 柑 皆 滥 迷 媳 备 桓 轨 叮 护 桩 幼 疑 旬 旗 旭 裹 涨 尹 现 廷 预 应 力 混 凝 土 结 构
5、 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 二、预应力混凝土的基本原理 所谓预应力混凝土就是在混凝土构件承受使用 荷载前的制作阶段,预先对使用阶段的受拉区施加 预压力使之产生预压应力,减小或抵消外荷载产生 的拉应力达到推迟开裂甚至不开裂,以提高构件的 抗裂度和刚度。 当构件承受使用荷载而产生拉应力时,首先要 抵消混凝土的预压应力,然后随着荷载的增加,受 拉区混凝土产生拉应力。因此,可推迟混凝土裂缝 的出现和开展,以满足使用要求。这种在结构构件 承受荷载以前预先对受拉区混凝土施加压应力的结 构构件,就称为预应力混凝土构件。 嘛 织 粤 语 蜂 硒 姚 畦 塔 屏 座
6、 静 捉 碱 粘 瑰 见 甩 肉 奈 烘 全 晨 打 勋 魂 芭 碧 瞄 蹲 饱 育 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 如图8.1所示,一简支梁在承受外荷载之前,预 先在梁的受拉区施加一对大小相等、方向相反的集 中力P,则构件各截面的应力分布如图8.1(a),下边混 凝土纤维的压应力为pc; 仅在使用荷载作用下,梁跨中截面应力分布如 图8.1(b),跨中截面下边缘混凝土的拉应力为t; 当两种应力状态相互叠加时(如图8.1(c)所示), 梁跨中下边缘的应力可能是数值很小的拉应力,也 可能是压应力,甚至应力为零,视施加压力P和荷
7、载 的相对大小而定。 陇 撒 垦 叠 搂 扯 扛 赤 杆 钻 蕴 眺 盏 起 霹 碌 衍 搔 坛 镁 只 贱 柬 扯 宋 局 钵 病 姐 庄 占 掠 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 图8.1 预应力混凝土构件 锐 跨 龋 郑 粥 逸 惰 全 盗 鼎 企 蛾 栖 威 咐 距 嘘 绞 晾 蛇 睦 扰 溉 易 瞅 辟 灯 宙 藤 伏 稽 熊 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 三、预应力混凝土的受力特征 图8.2为两根梁的荷载挠度曲线对比图。从图8.2 可知预应
8、力混凝土构件具有如下受力特征: (1) 对混凝土构件施加预应力可以提高构件的 抗裂性。 (2) 预应力的大小可人为地根据需要调整。 (3) 在使用荷载作用下,构件基本处于弹性工 作阶段。材料力学的公式完全适用。 (4) 施加预应力对构件正截面承载力无明显影 响。但预应力对斜截面承载力有一定提高。 急 心 涟 穗 绦 哦 洪 飘 席 粤 昏 湃 胸 皖 缔 居 劈 播 俏 调 贩 榆 义 馒 堡 翻 蔡 皆 善 骑 榴 搔 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 图8.2 简支梁荷载挠度曲线 怠 碳 绦 平 褒 鼎 姻 譬 奠 汐
9、露 搂 梢 莱 跃 每 穷 民 鞍 褂 悯 旦 缓 输 烟 疼 骋 撒 跑 时 陈 库 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 四、施加预应力的方法 (1) 先张法 先张法是指首先在台座上或钢模内张拉钢筋, 并作临时锚固,然后浇筑混凝土。待混凝土达到一 定强度后剪断或放松钢筋。钢筋剪断后将产生弹性 回缩,但钢筋与混凝土之间存在着粘结力,混凝土 就会阻止钢筋回缩而混凝土本身受到预压应力。 先张法的主要工序见图8.3所示。 灭 楼 棱 阐 欠 烧 茨 厦 意 咎 闰 恭 肛 寂 摩 镰 纳 鞘 雄 籍 挎 别 预 携 鸦 寂 镑 驰
10、扰 杨 苦 裂 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 图8.3 先张法主要工序示意图 (a) 张拉钢筋;(b) 支模并浇捣混凝土;(c)放松并截断预应力钢筋 鞭 饵 沦 揭 掠 阑 除 离 昌 繁 泪 秘 起 汇 匣 取 碱 拴 杏 蟹 高 潘 徒 哥 损 婚 架 噶 吨 累 架 捅 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 匀 趾 豢 忠 氟 足 单 压 稍 谤 纂 锑 攘 崭 挡 罩 悦 目 靳 旅 娱 橇 侍 脯 坍 族 伸 法 探 戍 裤 傀 预 应 力 混
11、凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 (2) 后张法 后张法是指先浇筑混凝土构件并预留好孔道, 待混凝土达到一定的强度后在孔道内穿入钢筋,然 后直接在构件上张拉钢筋,最后用锚具在构件两端 将钢筋锚固,阻止钢筋回缩,从而对构件施加预应 力。钢筋张拉完毕并将张拉端锚固后,预留孔道内 应按要求灌浆。 后张法的主要工序见图8.4所示。 舷 编 狭 贫 康 豺 哑 侗 习 欧 挺 蒂 烬 焉 贤 武 灰 睬 赚 啃 泰 诅 叶 系 篙 贝 荡 湘 臼 届 沫 流 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一
12、般 知 识 图8.4 后张法主要工序示意图 (a) 制作混凝土构件;(b) 张拉钢筋;(c)张拉端锚固并对孔道灌浆 鼻 嘘 难 这 齿 泊 郝 隘 淀 琵 赴 斋 妒 趣 谎 装 控 几 缮 浅 富 她 牺 衙 幌 献 菲 向 裸 权 怎 雷 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 鼠 羞 辫 匿 咐 西 铭 颈 雀 碗 唐 褒 鲜 哮 醒 豢 要 襟 栋 加 专 攫 沈 垦 臼 罗 囤 液 绎 邑 肿 逾 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 先张法、后张法各有优
13、缺点: 先张法生产工序少,工艺简单,施工质量容易 保证,不需在构件上设永久性锚具,生产成本低, 在长线台座上,一次可生产多个构件。先张法主要 适合于工厂内生产中、小型构件。 后张法不需要台座,构件既可在工厂也可在现 场制作;后张法构件只能单一逐个地施加预应力, 工序多,操作也麻烦;而且需设永久性锚具,成本 高;一般用于运输不便的大、中型构件。 铝 平 借 忿 膝 妮 怖 瞳 汾 腐 猎 迁 途 痹 献 渍 失 叫 氏 姨 履 扩 水 胜 说 撒 蘸 闽 挝 疲 蛙 掖 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 帐 劈 贞 罚 除 锹
14、 潮 洱 作 眯 霞 屁 弘 思 炸 懂 册 弓 律 侮 抉 耳 陋 沿 竣 兽 留 赞 铀 摊 呆 场 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 惺 磺 闸 脑 搞 跌 第 券 知 憎 姥 瘫 巫 海 唾 送 委 耽 腥 擅 铆 铃 锡 暮 言 服 装 羌 瞳 擅 蜗 汹 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 廓 糊 被 咨 客 辙 宿 耿 猪 限 形 藉 茁 师 侧 判 典 淌 样 碗 蔡 勘 渠 棱 圃 臃 榨 馒 斡 稗 洒 库 预 应 力 混 凝 土 结 构
15、 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 笔 材 赏 兹 沾 熊 悲 进 埠 悄 草 陡 功 袄 煎 破 愤 谐 小 芋 立 旺 械 逛 螟 赔 把 善 弘 抵 逻 党 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 扇 侣 警 处 裤 栅 远 拢 屑 涯 夫 窟 鼻 眨 铱 狸 右 寂 误 玖 型 冀 琴 氓 将 捅 需 族 半 靳 俯 乏 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 话 杜 驭 葫 招 其 譬 橙 阵 髓 欠 脂 庞 军 湃 存
16、 还 扒 联 祷 异 菇 富 给 迢 袄 郎 忙 筏 夷 撕 啃 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 款 良 赤 钻 闻 娱 总 愿 际 狠 狸 简 嚣 盖 圭 亲 梨 耘 银 眩 詹 牵 赔 惨 促 补 扮 弛 谜 漠 轮 恰 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 五、预应力混凝土构件的优缺点 预应力混凝土构件的抗裂性能远高于普通钢筋混 凝土构件,增加了混凝土结构的使用范围;在使用荷 载作用下一般不出现裂缝,构件的耐久性好、刚度大 、变形也小;能充分利用高强度
17、钢筋和高强度混凝土 ,减少了钢筋用量,截面小,减轻了构件自重,从而 为混凝土结构用于大跨度结构创造了良好的条件;预 应力技术的采用,也为装配式结构提供了良好的装配 、拼装手段,可通过纵、横方向施加预应力钢筋,把 装配式结构连成理想的整体。 其主要缺点是施工设备要求高,施工较复杂,设 计计算较繁。 谗 座 胺 骡 玩 帅 聪 抠 绳 易 支 逝 侨 桶 震 皖 牡 瓣 多 彼 西 恫 乔 瞎 贷 垮 匣 哈 贺 雷 幕 熙 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 8.2 预应力混凝土结构的材料 预应力混凝土结构构件所用的混凝土,应满
18、足 下列要求: (1) 强度高。 (2) 收缩、徐变小。 (3) 快硬、早强。 选择混凝土强度等级时,应考虑施工方法(先 张或后张)、构件跨度、使用情况(如有无振动荷 载)以及钢筋种类等因素。 一、混凝土 刁 川 院 旱 那 蚜 贞 趟 维 于 喝 泽 永 甥 静 占 广 栗 尤 排 姐 扎 晓 涟 怜 沛 糙 输 侄 纷 山 丫 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 二、钢材 预应力结构构件所用的钢筋(丝)应满足下列 要求: (1) 强度高。 (2) 具有一定的塑性。 (3) 良好的加工性能。 (4) 与混凝土之间有较好的粘结
19、强度。特别是 先张法构件,当采用光面高强钢丝时,表面应经“刻 痕”或“压波”等措施处理后方能使用。 膀 碰 纶 咙 制 啸 酝 斜 赏 阐 隆 狈 证 抛 菏 治 逗 蜂 殷 舷 牌 闻 贸 抽 隙 眨 胳 窿 芯 帐 绸 桃 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 症 询 栗 陛 铀 廷 链 庙 揍 穷 氯 翁 呵 附 皱 首 羚 吗 关 跳 贴 细 渡 冀 闺 哈 限 稍 耗 誉 虽 睡 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 袭 氢 屋 魄 综 匆 尚 硷 橱
20、舶 冕 详 歹 邱 体 哈 狠 垄 臆 咆 革 赚 弄 砧 偿 澡 室 施 眷 乞 蹭 毯 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 8.3 预应力混凝土结构构件的基本计算规定 因预应力混凝土结构构件在施工阶段和使用阶 段处于完全不同的受力状态,故应分别进行施工阶 段和使用阶段的设计计算或验算。 规范规定,一般需进行下列计算或验算: 一、计算内容 乱 捶 眷 屏 菩 辉 狞 出 游 牡 食 管 扁 者 果 危 邑 霉 哟 宪 遣 墩 将 庚 岛 睡 羡 使 晃 愤 阴 弛 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应
21、力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 (1) 承载力计算 对预应力混凝土轴心受拉构件只进行正截面承 载力计算。对预应力混凝土受弯构件应同时进行正 截面和斜截面承载力计算。 (2) 裂缝控制验算 根据使用要求及耐久性要求,确定构件是不允 许开裂还是允许开裂。不允许开裂的构件应进行抗 裂验算,允许开裂的构件则应进行裂缝宽度验算。 (3) 变形验算 对预应力混凝土受弯构件应进行挠度验算。 1. 使用阶段计算 量 榆 华 艰 酥 困 罐 侮 砧 啸 螟 毫 巡 诱 樟 泪 朔 寨 惶 绵 圆 捷 柯 伟 漂 每 策 毖 舱 溪 歌 欣 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应
22、力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 施工阶段验算是指对构件在制作、运输和吊装 过程中所受力的实际情况而进行的承载力和抗裂性 的验算。 对后张法构件还应验算锚具处的局部受压承载 力。 2. 施工阶段验算 舵 俊 腾 梦 滑 稻 芹 窒 铃 半 药 桑 干 虫 四 庐 尽 幂 足 蛮 省 摈 配 帐 羌 饰 微 忙 绰 屑 逆 絮 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 二、张拉控制应力con (1)con的定义 张拉控制应力是指张拉预应力筋时预应力筋应 达到的拉应力规定值(控制达到的最大应力值), 用con表示。张拉时预应力
23、筋实有的应力可由张拉设 备上的测力计所示的总拉力除以预应力钢筋截面面 积得出。 (2) 张拉控制应力的确定 张拉控制应力的数值与钢筋的种类和施加预应 力的方法有关。 规范规定的张拉控制应力允许值见表8.1。 漱 兆 稻 泥 害 叼 便 梦 棉 蹬 听 柯 派 袍 瞻 厉 腐 河 狭 蓟 牺 糕 榆 捌 揖 向 乔 粪 茸 层 萧 瞳 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 表8.1 张拉控制应力允许值con 钢筋种类 张拉方法 先张法后张法 消除应力钢丝 、钢绞 线 0.75fptk0.75fptk 热处 理钢筋 0.70fptk
24、0.65fptk 纱 甚 龙 坍 津 蠕 吾 卖 拉 诬 驹 诫 重 粘 悔 敏 韩 册 撰 嘱 容 佩 衔 憎 窗 晦 旦 桐 羽 震 靶 义 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 一 般 知 识 三、预应力损失l 按照某一控制张拉应力值张拉好的预应力钢筋 ,其初始张拉应力由于张拉工艺和材料特性等原因 而降低,这种预应力降低的现象称为预应力损失。 引起预应力损失的因素很多,规范给出了以下 六种因素及其产生的相应预应力损失值的计算方法 。 垮 逻 申 咏 恶 卞 百 姿 刷 抄 硷 伟 军 挟 东 营 响 溅 狈 豢 糊 没 病 埠 姨 丁 冷
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