預(yù)應(yīng)力混凝土工程施工技術(shù)(已修改)
2024-10-28 05:55 本頁面
【正文】 第五章 預(yù)應(yīng)力混凝土工程 普通鋼筋混凝土的抗拉極限應(yīng)變只有 ～ ，在正常使用條件下受拉區(qū)混凝土開裂，構(gòu)件的剛度小、撓度大。要使混凝土不開裂，受拉鋼筋的應(yīng)力只能達(dá)到 30Mpa；對允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，當(dāng)裂縫寬度限制在 ～ ，受拉鋼筋的應(yīng)力也只能達(dá)到 200 Mpa 左右。為了克服普通鋼筋混凝土過早出現(xiàn)裂縫和鋼筋不能充分發(fā)揮其作用這一矛盾，人們創(chuàng)造了對混凝土施加預(yù)應(yīng)力的方法。即在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受拉區(qū)域，通過對鋼筋進(jìn)行張拉后將鋼筋的回彈力施加給混凝土，使混凝土受到一個預(yù)壓應(yīng)力，產(chǎn)生一定的壓縮變形。當(dāng)該構(gòu)件受力后，受拉區(qū)混凝土的拉伸變形，首先與壓縮變形抵消，然后隨著外力的增加，混凝土才逐漸被拉伸，明顯推遲了裂縫出現(xiàn)時間。 ? 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念 ? 預(yù)應(yīng)力混凝土能充分發(fā)揮高強度鋼材的作用，即在外荷載作用于構(gòu)件之前，利用鋼筋張拉后的彈性回縮，對構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土預(yù)先施加壓力，產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，使混凝土結(jié)構(gòu)在作用狀態(tài)下充分發(fā)揮鋼筋抗拉強度高和混凝土抗壓能力強的特點，可以提高構(gòu)件的承載能力。當(dāng)構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力時，首先抵消預(yù)應(yīng)力，然后隨著荷載不斷增加，受拉區(qū)混凝土才受拉開裂，從而延遲了構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和限制了裂縫的開展，提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。這種利用鋼筋對受拉區(qū)混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力的鋼筋混凝土，叫做 預(yù)應(yīng)力混凝土 。 ? 預(yù)應(yīng)力混凝土的產(chǎn)生 ? 由于混凝土抗拉性能很差，使鋼筋混凝土存在兩個不能解決的問題：一是需要帶裂縫工作，裂縫的存在，不僅使構(gòu)件剛度下降很多，而且不能應(yīng)用于不允許開裂的結(jié)構(gòu)中；二是從保證結(jié)構(gòu)耐久性出發(fā)，必須限制裂縫開展寬度，這使高強度鋼筋無法在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中充分發(fā)揮其作用，相應(yīng)地也不可能充分發(fā)揮高標(biāo)高混凝土的作用。這樣，當(dāng)荷載增加時，只有靠鋼筋混凝土構(gòu)件中的截面尺寸或增加鋼筋用量方法來控制構(gòu)件的裂縫和變形了。這樣做既不經(jīng)濟(jì)又必然使構(gòu)件自重增加。采用預(yù)應(yīng)力混凝土是解決這一矛盾的有效辦法。 ? 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理 ? 事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，且其值和分布，能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個合適的程度的混凝土。這就是說，它是預(yù)先對混凝土或鉿構(gòu)件施工加壓應(yīng)力，使之建立一種人為的應(yīng)力狀態(tài)，這種應(yīng)力的大小和分布規(guī)律，能有利抵消使用荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力。因而使構(gòu)件在使用荷載作用下不致開裂，或推遲開裂，或者減小裂縫開展的寬度，以提高構(gòu)件抗裂度及剛度。 ? 預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展 ? 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念在 19世紀(jì)末提出，但早期的試驗并不成功，主要是因為對混凝土收縮與徐變的影響認(rèn)識不清，預(yù)應(yīng)力筋沒有采用高強鋼筋，因為只有高強鋼筋才有足夠的應(yīng)變能力來抵抗混凝土的非彈性縮短。 直到 1925年高強鋼筋用于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，由法國學(xué)者弗來西奈將高強鋼材引入預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，并且建成了一些重要的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力的愿望才得以實現(xiàn)。 我國從 1956年推廣應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土，現(xiàn)在無論在數(shù)量以及結(jié)構(gòu)類型方面均得到迅速發(fā)展。 第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土及其分類 一：分類 1：先張法和后張法混凝土 2：有粘結(jié)和無粘結(jié)混凝土 3：全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力混凝土 二：優(yōu)點 能提高鋼筋混凝土構(gòu)件的剛度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高強度鋼筋和高強度等級的混凝土。與普通混凝土相比，在同樣條件下具有截面小、自重輕、質(zhì)量好、材料?。ㄒ?jié)約鋼材 20％～ 40％），并能擴大預(yù)制裝配化程度。 ? 一、先張法的概念： ? 先張法是在澆筑混凝土之前，先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，并將預(yù)應(yīng)力筋臨時固定在臺座或鋼模上，待混凝土達(dá)到一定強度 (一般不低于混凝土設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)值的75%)，混凝土與預(yù)應(yīng)力筋具有一定的粘結(jié)力時，放松預(yù)應(yīng)力筋，使混凝土在預(yù)應(yīng)力的反彈力作用下，使構(gòu)件受拉區(qū)的混凝土承受預(yù)壓應(yīng)力。 ? 工藝過程：張拉固定鋼筋 → 澆混凝土 → 養(yǎng)護(hù) (至75%強度 )→ 放張鋼筋 適用于：構(gòu)件廠生產(chǎn)中、小型構(gòu)件 (樓板、屋面板、吊車梁、薄腹梁 ……) 先張法施工工藝如 圖 61所示。 第二節(jié) 先張法 一．張拉設(shè)備和機具 （一）、臺座 臺座是先張法生產(chǎn)中的主要設(shè)備之一，要求有足夠的強度和穩(wěn)定性，以免臺座變形、傾復(fù)、滑移而引起預(yù)應(yīng)力值的損失。臺座按構(gòu)造不同，可分為墩式臺座和槽式臺座兩類 1．墩式臺座 墩式臺座一般用于生產(chǎn)小型構(gòu)件。生產(chǎn)鋼弦混凝土構(gòu)件的墩式臺座，其長度常為 100～ 150米，這樣既可利用鋼絲長的特點，張拉一次可生產(chǎn)多根構(gòu)件，減少張拉及臨時固定工作，又可減少鋼絲滑動或臺座橫梁變形引起的應(yīng)力損失。 （ 1）墩式臺座的形式 墩式臺座有重力式和構(gòu)架式兩種。重力式臺座主要靠自重平衡張拉力所產(chǎn)生的傾復(fù)力矩，構(gòu)架式臺座主要靠土壓力來土平衡張拉力所產(chǎn)生的傾復(fù)力矩。 （ 2）墩式臺座的穩(wěn)定性和強度驗算 ? 墩式臺座的穩(wěn)定性包括臺座的抗傾覆和抗滑移的能力。墩式臺座抗傾覆和抗滑移驗算的計算簡圖見 ? 墩式臺座的抗傾覆能力以臺座的傾覆的安全系數(shù) K0表示。 ? 考慮到混凝土
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