預應力構(gòu)件講座ppt課件(已修改)
2025-05-19 08:59 本頁面
【正文】 9 預應力混凝土構(gòu)件 本章主要介紹預應力混凝土的基本原理、預應力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本計算規(guī)定、預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件的設計、預應力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求。重點是預應力混凝土構(gòu)件的設計原理和構(gòu)造要求。 本章提要 本 章 內(nèi) 容 概述 預應力混凝土結(jié)構(gòu)的材料 預應力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本計算規(guī)定 預應力混凝土軸心受拉構(gòu)件 預應力混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求 概述 混凝土受拉構(gòu)件、受彎構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件等，在各種荷載作用下，都存在受拉區(qū)。當荷載不是太大時，上述構(gòu)件中將出現(xiàn)裂縫。 混凝土的極限抗拉應變值 εctu大約為 ，則鋼筋應力在開裂時的值約為 : σs=Esεs=Esεctu=2 105 =30N/mm2 鋼筋混凝土構(gòu)件的另一大缺點是不能采用高強度鋼筋。 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點 最后一點是：提高混凝土強度等級對構(gòu)件抗裂性所起的作用也是極其有限的，因為各等級混凝土的極限抗拉應變相差不大；增加構(gòu)件截面尺寸能提高抗裂性，但所需混凝土多，構(gòu)件自重大。 預應力混凝土的基本原理 所謂預應力混凝土 就是在混凝土構(gòu)件承受使用荷載前的制作階段，預先對使用階段的受拉區(qū)施加壓應力，造成一種人為的應力狀態(tài)。 當構(gòu)件承受使用荷載而產(chǎn)生拉應力時，首先要抵消混凝土的預壓應力，然后隨著荷載的增加，受拉區(qū)混凝土產(chǎn)生拉應力。因此，可推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展，以滿足使用要求。這種在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載以前預先對受拉區(qū)混凝土施加壓應力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，就稱為 預應力混凝土構(gòu)件 如圖 ，一簡支梁在承受外荷載之前，預先在梁的受拉區(qū)施加一對大小相等、方向相反的集中力 P,則構(gòu)件各截面的應力分布 如圖 (a)，下邊混凝土纖維的壓應力為 σpc； 僅在使用荷載作用下，梁跨中截面應力分布 如圖 (b)，跨中截面下邊緣混凝土的拉應力為 σt； 當兩種應力狀態(tài)相互疊加時（ 如圖 (c)所示 )，梁跨中下邊緣的應力可能是數(shù)值很小的拉應力，也可能是壓應力，甚至應力為零，視施加壓力 P和荷載的相對大小而定。 圖 預應力混凝土構(gòu)件 預應力混凝土的受力特征 圖 圖 （ 1） 對混凝土構(gòu)件施加預應力可以提高構(gòu)件的 （ 2） （ 3） 在使用荷載作用下，構(gòu)件在開裂前處于彈 （ 4） 施加預應力對構(gòu)件正截面承載力無明顯影響。但預應力對斜截面承載力有一定提高。 圖 簡支梁荷載撓度曲線 施加預應力的方法 （ 1） 先張法 是指首先在臺座上或鋼模內(nèi)張拉鋼筋，并作臨時錨固，然后澆筑混凝土。待混凝土達到一定強度后剪斷或放松鋼筋。鋼筋剪斷后將產(chǎn)生彈性回縮，但鋼筋與混凝土之間存在著粘結(jié)力，混凝土就會阻止鋼筋回縮而混凝土本身受到預壓應力。 先張法的 主要工序 見圖 。 （ 2） 后張法 是指先澆筑混凝土構(gòu)件并預留好孔道，待混凝土達到一定的強度后在孔道內(nèi)穿入鋼筋，然后直接在構(gòu)件上張拉鋼筋，最后用錨具在構(gòu)件兩端將鋼筋錨固，阻止鋼筋回縮，從而對構(gòu)件施加預應力。鋼筋張拉完畢并將張拉端錨固后，預留孔道內(nèi)應按要求灌漿。 后張法的 主要工序 見圖 先張法、后張法各有優(yōu)缺點： 先張法 生產(chǎn)工序少，工藝簡單，施工質(zhì)量容易保證，不需在構(gòu)件上設永久性錨具，生產(chǎn)成本低，在長線臺座上，一次可生產(chǎn)多個構(gòu)件。先張法主要適合于工廠內(nèi)生產(chǎn)中、小型構(gòu)件。 后張法 不需要臺座，構(gòu)件既可在工廠也可在現(xiàn)場制作；后張法構(gòu)件只能單一逐個地施加預應力，工序多，操作也麻煩；而且需設永久性錨具，成本高；一般用于運輸不便的大、中型構(gòu)件。 圖 先張法主要工序示意圖 (a) 張拉鋼筋； (b) 支模并澆搗混凝土； (c)放松并截斷預應力鋼筋 圖 (a) 制作混凝土構(gòu)件； (b) 張拉鋼筋； (c)張拉端錨固并對孔道灌漿 預應力混凝土構(gòu)件的優(yōu)缺點 預應力混凝土構(gòu)件的抗裂性能遠高于普通鋼筋混凝土構(gòu)件，增加了混凝土結(jié)構(gòu)的使用范圍；在使用荷載作用下一般不出現(xiàn)裂縫，構(gòu)件的耐久性好、剛度大、變形也小；能充分利用高強度鋼筋和高強度混凝土，減少了鋼筋用量，截面小，減輕了構(gòu)件自重，從而為混凝土結(jié)構(gòu)用于大跨度結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了良好的條件；預應力技術(shù)的采用，也為裝配式結(jié)構(gòu)提供了良好的裝配、拼裝手段，可通過縱、橫方向施加預應力鋼筋，把裝 其主要缺點是施工設備要求高，施工較復雜，設計計算較繁。 預應力混凝土結(jié)構(gòu)的材料 預應力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的混凝土， 應滿 （ 1） （ 2） （ 3） 快硬、早強。 選擇混凝土強度等級時，應考慮施工方法（先張或后張）、構(gòu)件跨度、使用情況（如有無振動荷載）以及鋼筋種類等因素。 混凝土 鋼材 預應力結(jié)構(gòu)構(gòu)件所用的鋼筋（絲） 應滿足下列 （ 1） 強度高。 （ 2） 具有一定的塑性。 （ 3） （ 4） 與混凝土之間有較好的粘結(jié)強度。特別是先張法構(gòu)件。當采用光面高強鋼絲時，表面應經(jīng)“刻痕”或“壓波”等措施處理后方能使用。 預應力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本計算規(guī)定 因預應力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在施工階段和使用階段
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