預(yù)應(yīng)力混凝土原理及分類ppt課件

道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算CalculationofReinforcedConcreteStructures 預(yù)應(yīng)力混凝土原理及分類 1 頂推施工 2 本節(jié)任務(wù) 資訊 3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu) prestressedconcretestructure 是指結(jié)構(gòu)在承受外荷載以前 預(yù)先采用人為的方法 在結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成一種應(yīng)力狀態(tài) 使結(jié)構(gòu)在使用階段產(chǎn)生拉應(yīng)力的區(qū)域先受到壓應(yīng)力 這項壓應(yīng)力將與使用階段荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力抵銷一部分或全部 從而推遲裂縫的出現(xiàn) 限制裂縫的展開 提高結(jié)構(gòu)的剛度 a 預(yù)壓力作用 b 荷載作用 c 預(yù)壓力與荷載共同作用 4 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念 5 圖示 跨經(jīng)為L截面為b h 承受均部荷載 跨中最大彎矩為M的簡支梁 6 圖示 跨經(jīng)為L的簡支梁 7 8 由于預(yù)加應(yīng)力spc較大 受拉邊緣仍處于受壓狀態(tài) 不會出現(xiàn)開裂 受拉邊緣應(yīng)力雖然受拉 但拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強度 一般不會出現(xiàn)開裂 受拉邊緣應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度 雖然會產(chǎn)生裂縫 但比鋼筋混凝土構(gòu)件 Np 0 的開裂明顯推遲 裂縫寬度也顯著減小 9 在現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)中 通常把在使用荷載作用下 沿預(yù)應(yīng)力筋方向的正截面始終不出現(xiàn)拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土 稱為 全預(yù)應(yīng)力混凝土 把普通鋼筋混凝土稱為 非預(yù)應(yīng)力混凝土 non pre stressedstructure 把介于鋼筋混凝土與全預(yù)應(yīng)力混凝土之間 預(yù)應(yīng)力程度不同的整個區(qū)間的預(yù)應(yīng)力混凝土 稱為 部分預(yù)應(yīng)力混凝土 partiallypre stressedconcretestructure 1 國際預(yù)應(yīng)力協(xié)會將加筋混凝土按預(yù)加應(yīng)力的大小劃分為 級 級 級 級分別為全預(yù)應(yīng)力 有限預(yù)應(yīng)力 部分預(yù)應(yīng)力 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 其中有限預(yù)應(yīng)力也成為部分預(yù)應(yīng)力A類 其中部分預(yù)應(yīng)力也成為部分預(yù)應(yīng)力B類 2 國內(nèi)加筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類我國按預(yù)應(yīng)力度分成全預(yù)應(yīng)力混凝土 部分預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土等三種結(jié)構(gòu)的分類方法 10 12 1 1 1 國外配筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類 II級 有限預(yù)應(yīng)力混凝土有限預(yù)應(yīng)力混凝土是按在短期荷載作用下 容許混凝土承受某一規(guī)定拉應(yīng)力值 但在長期荷載作用下 混凝土不得受拉的要求設(shè)計 I級 全預(yù)應(yīng)力混凝土全預(yù)應(yīng)力混全凝土是指在各種荷載組合下構(gòu)件截面上均不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件 配筋混凝土結(jié)構(gòu) 預(yù)應(yīng)力 部分預(yù)應(yīng)力 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 11 III級 部分預(yù)應(yīng)力混凝土部分預(yù)應(yīng)力混凝土是按在使用荷載作用下 容許出現(xiàn)裂縫 但最大裂寬不超過允許值的要求設(shè)計 IV級 普通鋼筋混凝土部分預(yù)應(yīng)力混凝土是按在使用荷載作用下 容許出現(xiàn)裂縫 但最大裂寬不超過允許值的要求設(shè)計 1 國外配筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類 12 13 2 國內(nèi)配筋混凝土結(jié)構(gòu)的分類 材料 我國按照工程習(xí)慣 根據(jù)預(yù)應(yīng)力度將配筋混凝土分為全部預(yù)應(yīng)力混凝土 部分預(yù)應(yīng)力混凝土和普通鋼筋混凝土 1 預(yù)應(yīng)力度的定義 公路橋規(guī) 將受彎構(gòu)件的的預(yù)應(yīng)力度 定義為 由預(yù)應(yīng)力大小確定的消壓彎矩M0與外荷載產(chǎn)生的彎矩M的比值 14 1 根據(jù)預(yù)加應(yīng)力值大小對構(gòu)件截面裂縫控制程度的不同分類全預(yù)應(yīng)力混凝土 1 沿預(yù)應(yīng)力筋方向的正截面不出現(xiàn)拉應(yīng)力 部分預(yù)應(yīng)力混凝土 1 0 沿預(yù)應(yīng)力筋方向的正截面出現(xiàn)拉應(yīng)力或出現(xiàn)不超過規(guī)定寬度的裂縫 當(dāng)對拉應(yīng)力加以限制時 為部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件 當(dāng)拉應(yīng)力超過規(guī)定限值或出現(xiàn)不超過限值的裂縫時 為部分預(yù)應(yīng)力混凝土B類構(gòu)件 鋼筋混凝土 0 無預(yù)加應(yīng)力 二 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的分類 15 先張法 先張法就是張拉鋼筋先于混凝土構(gòu)件澆筑成型的方法 先張法構(gòu)件中 預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋和混凝土之間的黏結(jié)力傳遞 但是這種力的傳遞 過程 需要經(jīng)過一段傳遞長度ltr才能完成 先張法 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件 預(yù)應(yīng)力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力來傳遞的 2 預(yù)應(yīng)加力的主要方法 預(yù)應(yīng)力的施加方法 按混凝土澆筑成型和預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的先后順序 可分為先張法和后張法兩大類 16 將預(yù)應(yīng)力鋼筋用夾具固定于臺座或鋼模上 支模 幫扎非預(yù)應(yīng)力鋼筋 澆注混凝土 待混凝土達到預(yù)定強度后 切斷或放松鋼筋 使混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力 先張法的工序 17 后張法 后張法就是在構(gòu)件澆筑成型后再張拉鋼筋的施工方法 后張法構(gòu)件中 預(yù)應(yīng)力主要靠鋼筋端部的錨具來傳遞 后張法 18 后張法的工序 19 三 預(yù)加力的施加方法 2 后張法 預(yù)留孔道 穿預(yù)應(yīng)力筋 壓漿封錨 張拉 20 按照粘結(jié)方式分類有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土是繼有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土之后又一種新的預(yù)應(yīng)力形式 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋是將預(yù)應(yīng)力鋼筋的外表面涂以瀝清 油脂或其他潤滑防銹材料 以減小摩擦力并防銹蝕 并用塑料套管或以紙帶 塑料帶包裹 以防止施工中碰壞涂層 并使之與周圍混凝土隔離 而在張拉時可以縱向發(fā)生相對滑移的后張預(yù)應(yīng)力鋼筋 二 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的分類 21 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土 錨具的可靠性 高強鋼絲的可靠度 22 23 1 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土優(yōu)點 1 提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度 由于對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力 大大推遲了裂縫的出現(xiàn) 在使用荷載作用下 構(gòu)件可不出現(xiàn)裂縫 或使裂縫推遲出現(xiàn) 所以提高了構(gòu)件的剛度 增加了結(jié)構(gòu)的耐久性 具有良好的裂縫閉合性能和變形恢復(fù)性能 當(dāng)結(jié)構(gòu)卸載時 預(yù)應(yīng)力能很好地使裂縫閉合及變形恢復(fù) 2 材料 減小自重 降低造價 其結(jié)構(gòu)由于必須采用高強度材料 因此可減少鋼筋用量和構(gòu)件截面尺寸 節(jié)省鋼材和混凝土 降低結(jié)構(gòu)自重 對大跨度和重荷載結(jié)構(gòu)有著明顯的優(yōu)越性 3 結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全可靠 提高構(gòu)件的抗剪能力 試驗表明 縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋起著錨栓的作用 阻礙著構(gòu)件斜裂縫的出現(xiàn)與開展 又由于預(yù)應(yīng)力混凝土梁的曲線鋼筋 束 合力的豎向分力將部分地抵消剪力 提高受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性 當(dāng)受壓構(gòu)件長細比較大時 在受到一定的壓力后便容易被壓彎 以致喪失穩(wěn)定而破壞 如果對鋼筋混凝土柱施加預(yù)應(yīng)力 使縱向受力鋼筋張拉得很緊 不但預(yù)應(yīng)力鋼筋本身不容易壓彎 而且可以幫助周圍的混凝土提高抵抗壓彎的能力 24 4 增強結(jié)構(gòu)耐久性 durability 由于預(yù)應(yīng)力混凝土能使構(gòu)件不出現(xiàn)裂縫或減小裂縫寬度 因而可以減少大氣或侵蝕性介質(zhì)對鋼筋的侵蝕 從而延長構(gòu)件的使用期限 因為具有強大預(yù)應(yīng)力的鋼筋 在使用階段因加荷或卸荷所引起的應(yīng)力變化幅度相對較小 故此可提高抗疲勞強度 這對承受動荷載的結(jié)構(gòu)來說是很有利的 5 具有良好的經(jīng)濟性 對于適合預(yù)應(yīng)力技術(shù)的結(jié)構(gòu) 做預(yù)應(yīng)力可以比做普通結(jié)構(gòu)省20 40 的混凝土和30 60 的縱筋 與鋼結(jié)構(gòu)相比則可以減少一半以上的造價 6 能促進橋梁新體系的發(fā)展 承載力的大幅度提高 跨越能力明顯增強 尤其和連續(xù)梁體系相配合使用 更能發(fā)揮其優(yōu)越性 25 2 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點 1 結(jié)構(gòu)自重輕 造價較低 2 施工簡便 速度快 不需要預(yù)留孔道 3 也不必灌漿 抗腐蝕能力強 4 使用性能良好 易于推廣應(yīng)用 3 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的缺點 1 工藝較復(fù)雜 對質(zhì)量要求高