第9章預(yù)應(yīng)力混凝土

1、第第9章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件L0一一. .普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的工作情況普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的工作情況qk9.1 概述概述普通鋼筋混凝土普通鋼筋混凝土的缺點：的缺點：普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件通常帶裂縫工作通常帶裂縫工作對于不允許開裂的構(gòu)件，受拉鋼筋不能充分利用對于不允許開裂的構(gòu)件，受拉鋼筋不能充分利用強(qiáng)度強(qiáng)度對于允許開裂的構(gòu)件，一般裂縫寬度較大，影響對于允許開裂的構(gòu)件，一般裂縫寬度較大，影響耐久性耐久性由于對混凝土構(gòu)件變形和裂縫寬度限制由于對混凝土構(gòu)件變形和裂縫寬度限制, ,鋼筋混鋼筋混凝土不能用于大跨和重載結(jié)構(gòu)，也不能充分利用高凝土不能用于大跨和重載

2、結(jié)構(gòu)，也不能充分利用高強(qiáng)材料。強(qiáng)材料。產(chǎn)生問題的主要原因產(chǎn)生問題的主要原因：混凝土的抗拉強(qiáng)度太低，：混凝土的抗拉強(qiáng)度太低，導(dǎo)致受拉區(qū)混凝土過早開裂，截面抗彎剛度顯著降導(dǎo)致受拉區(qū)混凝土過早開裂，截面抗彎剛度顯著降低。低。當(dāng)混凝土受拉剛開裂時，鋼筋拉應(yīng)力約多大？當(dāng)混凝土受拉剛開裂時，鋼筋拉應(yīng)力約多大？ 混凝土的極限抗拉應(yīng)變值大約為混凝土的極限抗拉應(yīng)變值大約為0.000150.00015，則在，則在開裂時鋼筋應(yīng)力值約為開裂時鋼筋應(yīng)力值約為: : s s= =Es s s s= =Es s ctctu u=2=210105 50.00015=30N/mm0.00015=30N/mm2 2如果裂縫寬度為

3、如果裂縫寬度為0.2mm，鋼筋拉應(yīng)力約多大？，鋼筋拉應(yīng)力約多大？ 鋼筋混凝土構(gòu)件的一大缺點是不能采用高強(qiáng)度鋼鋼筋混凝土構(gòu)件的一大缺點是不能采用高強(qiáng)度鋼筋。與筋。與wmax對應(yīng)的對應(yīng)的 s = 200MPa，而高強(qiáng)鋼絲強(qiáng)度可，而高強(qiáng)鋼絲強(qiáng)度可達(dá)達(dá)1600MPa以上以上一般來說，普通鋼筋混凝土梁的經(jīng)濟(jì)適用跨度一般來說，普通鋼筋混凝土梁的經(jīng)濟(jì)適用跨度為為48m，鋼筋宜采用，鋼筋宜采用HRB400、HRB500和和HRB335級鋼筋。級鋼筋。預(yù)應(yīng)力混凝土定義預(yù)應(yīng)力混凝土定義預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土指在混凝土構(gòu)件承受外荷載指在混凝土構(gòu)件承受外荷載之前，對其受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)力之前，對其受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)

4、力最早由法國工程師在最早由法國工程師在2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代提出。思年代提出。思想起源于生活想起源于生活9.1.1 9.1.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念預(yù)應(yīng)力混凝土的概念所謂預(yù)應(yīng)力混凝土所謂預(yù)應(yīng)力混凝土就是在混凝土構(gòu)件承受使就是在混凝土構(gòu)件承受使用荷載前的制作階段，預(yù)先對用荷載前的制作階段，預(yù)先對使用階段的受拉使用階段的受拉區(qū)區(qū)施加壓應(yīng)力，造成一種人為的應(yīng)力狀態(tài)。施加壓應(yīng)力，造成一種人為的應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)構(gòu)件承受使用荷載而產(chǎn)生拉應(yīng)力時，首先當(dāng)構(gòu)件承受使用荷載而產(chǎn)生拉應(yīng)力時，首先要抵消混凝土的預(yù)壓應(yīng)力，然后隨著荷載的增要抵消混凝土的預(yù)壓應(yīng)力，然后隨著荷載的增加，受拉區(qū)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力。因此，可推遲加

5、，受拉區(qū)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)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?；炷亮芽p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(yù)先對受拉區(qū)混這種在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載以前預(yù)先對受拉區(qū)混凝土施加壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，就稱為凝土施加壓應(yīng)力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，就稱為預(yù)應(yīng)力混預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。凝土構(gòu)件。 Npc預(yù)應(yīng)力混凝土的工作原理預(yù)應(yīng)力混凝土的工作原理epp可能的應(yīng)力分布？可能的應(yīng)力分布？全截面全截面受壓受壓全截面全截面受壓受壓部分截面受部分截面受壓，下邊緣壓，下邊緣拉應(yīng)力小拉應(yīng)力小部分截面受部分截面受壓，下邊緣壓，下邊緣拉應(yīng)力較大拉應(yīng)力較大全預(yù)應(yīng)力混凝土全預(yù)應(yīng)力混凝土部分預(yù)應(yīng)力混凝土部分預(yù)應(yīng)力混

6、凝土限值預(yù)應(yīng)力混凝土限值預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點（1）提高構(gòu)件的抗裂能力，增加了結(jié)構(gòu)的耐久性）提高構(gòu)件的抗裂能力，增加了結(jié)構(gòu)的耐久性（2）增大了構(gòu)件的剛度，減小撓度，增大了構(gòu)件的剛度，減小撓度，（3）充分利用高強(qiáng)度材料的性能充分利用高強(qiáng)度材料的性能（4）擴(kuò)大了構(gòu)件的使用范圍：防水、抗?jié)B結(jié)構(gòu)、擴(kuò)大了構(gòu)件的使用范圍：防水、抗?jié)B結(jié)構(gòu)、減輕自重，大跨度結(jié)構(gòu)，提高適用能力減輕自重，大跨度結(jié)構(gòu)，提高適用能力優(yōu)優(yōu)點點（1）工藝復(fù)雜，對施工技術(shù)要求高）工藝復(fù)雜，對施工技術(shù)要求高（2）需要有專門設(shè)備）需要有專門設(shè)備（3）預(yù)應(yīng)力上拱度不易控制）預(yù)應(yīng)力上拱度不易控制（4）開工費用

7、大）開工費用大 （5）延性稍差延性稍差缺缺點點優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土的結(jié)構(gòu)裂縫控制等級較高的結(jié)構(gòu)裂縫控制等級較高的結(jié)構(gòu)大跨度或受力很大的結(jié)構(gòu)大跨度或受力很大的結(jié)構(gòu)對剛度和變形要求較高的結(jié)構(gòu)對剛度和變形要求較高的結(jié)構(gòu)9.1.29.1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的分類預(yù)應(yīng)力混凝土的分類根據(jù)預(yù)加應(yīng)力值對構(gòu)件截面裂縫控制程度的不同：根據(jù)預(yù)加應(yīng)力值對構(gòu)件截面裂縫控制程度的不同：t 全預(yù)應(yīng)力混凝土：截面上混凝土不允許出現(xiàn)全預(yù)應(yīng)力混凝土：截面上混凝土不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力（裂縫控制等級一級）拉應(yīng)力（裂縫控制等級一級）t 部分預(yù)應(yīng)力混凝土：允許出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度部分預(yù)應(yīng)力混凝土：允許出現(xiàn)裂縫，裂縫寬度不

8、超過允許值（裂縫控制等級三級）不超過允許值（裂縫控制等級三級）t 限值預(yù)應(yīng)力混凝土：混凝土一般不開裂（裂縫限值預(yù)應(yīng)力混凝土：混凝土一般不開裂（裂縫控制等級二級）控制等級二級）9.1.3 張拉預(yù)應(yīng)力的方法張拉預(yù)應(yīng)力的方法1、先張法、先張法 pretensioning method張拉預(yù)應(yīng)力的方法張拉預(yù)應(yīng)力的方法主要工序主要工序：張拉鋼筋至控制應(yīng)力張拉鋼筋至控制應(yīng)力 支模、澆混凝土并支模、澆混凝土并養(yǎng)護(hù)到設(shè)計強(qiáng)度的養(yǎng)護(hù)到設(shè)計強(qiáng)度的75%以上以上 剪斷預(yù)應(yīng)力筋剪斷預(yù)應(yīng)力筋(放張放張) 構(gòu)件上拱構(gòu)件上拱長線臺座長線臺座張拉完錨固的鋼鉸線張拉完錨固的鋼鉸線先張法先張法： 先張法構(gòu)件是先張法構(gòu)件是通過預(yù)應(yīng)

9、力鋼筋與混凝土通過預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力之間的粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力的，適用于大批的，適用于大批制作制作中小型構(gòu)件中小型構(gòu)件，如預(yù)應(yīng)力混凝土樓板、，如預(yù)應(yīng)力混凝土樓板、屋面板、梁等屋面板、梁等后張法的后張法的主要工序：主要工序：埋管制孔埋管制孔澆混凝土澆混凝土抽管抽管 養(yǎng)護(hù)至設(shè)計養(yǎng)護(hù)至設(shè)計強(qiáng)度的強(qiáng)度的75%以上以上穿預(yù)應(yīng)力筋并張拉穿預(yù)應(yīng)力筋并張拉至控制應(yīng)力至控制應(yīng)力錨固錨固 孔道灌漿孔道灌漿封錨。封錨。2 2、后張法、后張法 Post-tensioning method鋼筋骨架制作與預(yù)埋管道鋼筋骨架制作與預(yù)埋管道澆注混凝土澆注混凝土預(yù)應(yīng)力鋼筋穿索預(yù)應(yīng)力鋼筋穿索預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉預(yù)應(yīng)力鋼

10、筋張拉封端存梁封端存梁后張法：后張法： 后張法是后張法是依靠依靠錨具錨具錨住預(yù)應(yīng)力筋并傳遞預(yù)錨住預(yù)應(yīng)力筋并傳遞預(yù)應(yīng)力應(yīng)力。適用于在施工現(xiàn)場制作大型構(gòu)件，如預(yù)。適用于在施工現(xiàn)場制作大型構(gòu)件，如預(yù)應(yīng)力屋架、吊車梁、大跨度橋梁等。應(yīng)力屋架、吊車梁、大跨度橋梁等。* *夾具：夾具：構(gòu)件中，為保持預(yù)應(yīng)構(gòu)件中，為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其固定在生產(chǎn)力筋的拉力并將其固定在生產(chǎn)臺座上（夾持預(yù)應(yīng)力筋）的臨臺座上（夾持預(yù)應(yīng)力筋）的臨時性錨固裝置。時性錨固裝置。 夾具可重復(fù)使用夾具可重復(fù)使用* *錨具：錨具：后張法構(gòu)件中，為保后張法構(gòu)件中，為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其傳遞持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其傳遞到混凝土內(nèi)部的永久性錨

11、固裝到混凝土內(nèi)部的永久性錨固裝置。置。 錨具不能重復(fù)使用錨具不能重復(fù)使用9.1.4 9.1.4 夾具、錨夾具、錨 具具錨具、夾具：用于固定預(yù)應(yīng)力筋的裝置。錨具、夾具：用于固定預(yù)應(yīng)力筋的裝置。對錨具的要求：對錨具的要求：錨具的種類錨具的種類： （張拉端）（張拉端）強(qiáng)度高、硬度高，工作安全可靠；強(qiáng)度高、硬度高，工作安全可靠；能有效錨固預(yù)應(yīng)力筋；能有效錨固預(yù)應(yīng)力筋；預(yù)應(yīng)力損失要??；預(yù)應(yīng)力損失要?。粯?gòu)造簡單，制作方便，用鋼量少；構(gòu)造簡單，制作方便，用鋼量少；張拉錨固方便迅速，設(shè)備簡單張拉錨固方便迅速，設(shè)備簡單夾片式錨具夾片式錨具支承式錨具：支承式錨具： 如墩頭錨、螺母錨等如墩頭錨、螺母錨等錐塞式錨具錐

12、塞式錨具張拉端張拉端固定端固定端握裹式錨具握裹式錨具固定端錨具固定端錨具張拉端錨具張拉端錨具-夾片式錨具夾片式錨具錨塊內(nèi)的孔洞以及錨塞做成楔形或錐形，錨塊內(nèi)的孔洞以及錨塞做成楔形或錐形，預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮時受到擠壓而被錨住。預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮時受到擠壓而被錨住。支承式錨具支承式錨具-墩頭錨具墩頭錨具支承式錨具支承式錨具-螺母錨具螺母錨具利用螺帽、墊板等的承利用螺帽、墊板等的承壓作用將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨壓作用將預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固在端部固在端部預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力筋筋墊板墊板螺絲桿端螺絲桿端螺帽螺帽對焊接頭對焊接頭錐塞式錨具錐塞式錨具JM12錨具錨具混凝土：混凝土：強(qiáng)度高強(qiáng)度高收縮、徐變小收縮、徐變小快硬、早強(qiáng)快硬、早強(qiáng)9

13、.1.5 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料預(yù)應(yīng)力混凝土的材料混凝土：混凝土：混凝土強(qiáng)度等級不宜低于混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C40C40，且不應(yīng)且不應(yīng)低于低于C30C30鋼筋：鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絲、鋼鉸線、鋼鉸線、預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋；預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋； 普通鋼筋宜采用普通鋼筋宜采用HRB400級和級和HRB335級鋼筋，級鋼筋，也可采用也可采用HPB300級鋼筋。級鋼筋。9.1.5 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料預(yù)應(yīng)力混凝土的材料螺旋肋鋼絲螺旋肋鋼絲螺紋鋼筋螺紋鋼筋鋼鉸線鋼鉸線 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力 con ：預(yù)應(yīng)力筋在進(jìn)行張拉時所控制預(yù)應(yīng)力筋在進(jìn)行張拉時所控制達(dá)到的最大應(yīng)力值達(dá)到的最

14、大應(yīng)力值 .p conconpNAv con：張拉：張拉預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力鋼筋時，張拉設(shè)備上的測力儀表所鋼筋時，張拉設(shè)備上的測力儀表所指示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力筋截面面積。指示的總張拉力除以預(yù)應(yīng)力筋截面面積。9.1.6 張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力確定確定 con時考慮的因素時考慮的因素v con 不能過低。不能過低。 對混凝土施加的預(yù)壓應(yīng)力過小，不對混凝土施加的預(yù)壓應(yīng)力過小，不能有效提高預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂度和剛度能有效提高預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的抗裂度和剛度v但是，若但是，若 con過高，則會產(chǎn)生一些問題：過高，則會產(chǎn)生一些問題： 施工階段可能引起構(gòu)件某些部分受拉開裂或局施工階段可能引起構(gòu)件某些部分受拉開

15、裂或局部受壓破壞。部受壓破壞。 開裂荷載和破壞荷載接近，一旦裂縫，構(gòu)件很快破壞，開裂荷載和破壞荷載接近，一旦裂縫，構(gòu)件很快破壞，可能產(chǎn)生無預(yù)兆的脆性破壞，延性較差可能產(chǎn)生無預(yù)兆的脆性破壞，延性較差 超張拉過程中使個別預(yù)應(yīng)力筋被拉斷超張拉過程中使個別預(yù)應(yīng)力筋被拉斷部分抵消由于應(yīng)力松馳、摩擦、鋼筋分批張部分抵消由于應(yīng)力松馳、摩擦、鋼筋分批張拉及預(yù)應(yīng)力筋臺座之間的溫差等因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)拉及預(yù)應(yīng)力筋臺座之間的溫差等因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失時，可以提高力損失時，可以提高0.05fptk或或0.05fpyk。提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性而在使用階段提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性而在使用階段受壓區(qū)設(shè)置的預(yù)應(yīng)力鋼筋受壓區(qū)

16、設(shè)置的預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線 鋼筋種類鋼筋種類張拉控制應(yīng)力限值張拉控制應(yīng)力限值0.75 fptk0.70 fptk0.85 fpyk消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲的消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線、中強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絲的 con不應(yīng)不應(yīng)小于小于0.4fptk，預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋的，預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋的 con不宜小于不宜小于0.5fpyk。9.1.7 預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工及使用過程中，由于在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工及使用過程中，由于混凝土和鋼材的性質(zhì)以及制作方法上的原因，預(yù)應(yīng)混凝土和鋼材的性質(zhì)以及制作方法

17、上的原因，預(yù)應(yīng)力筋的張拉力值是在不斷降低的力筋的張拉力值是在不斷降低的稱為稱為預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失。引起預(yù)應(yīng)力損失的原因有引起預(yù)應(yīng)力損失的原因有六大類六大類。 pe = con l鋼筋最終有效預(yù)應(yīng)力：鋼筋最終有效預(yù)應(yīng)力：引起預(yù)應(yīng)力損失的原因：引起預(yù)應(yīng)力損失的原因：1 1、錨具變形、鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失；錨具變形、鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失；2 2、預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力筋與管道壁間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失;3 3、混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時，鋼筋和臺座溫差引起的損失；、混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時，鋼筋和臺座溫差引起的損失；4 4、預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失；、預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)

18、應(yīng)力損失；5 5、混凝土收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失。、混凝土收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失。6 6、環(huán)形構(gòu)件，混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失、環(huán)形構(gòu)件，混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失1. 錨具變形和預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失值錨具變形和預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失值 l1直線直線：1slElv選擇錨具變形小或使預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮小的錨具、夾選擇錨具變形小或使預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮小的錨具、夾具，并盡量少用墊板（每增加一塊墊塊，具，并盡量少用墊板（每增加一塊墊塊，a a值就增值就增加加1mm1mm）v增加臺座長度。（當(dāng)臺座長度超過增加臺座長度。（當(dāng)臺座長度超過100m100m時，可忽時，可忽略略 l1）減少減少

19、l1措施措施 ：1slEl 后張法構(gòu)件中由于錨具變形和預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)后張法構(gòu)件中由于錨具變形和預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失值按縮引起的預(yù)應(yīng)力損失值按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)范附錄附錄J計算計算管道摩阻引起的鋼筋預(yù)應(yīng)力損失計算簡圖管道摩阻引起的鋼筋預(yù)應(yīng)力損失計算簡圖2. 預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 l22. 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的損失預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的損失 l2x 從張拉端至計算截面的孔道長度（從張拉端至計算截面的孔道長度（m ），），可用投影長度；可用投影長度； 從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線從張拉端至

20、計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和，的夾角之和，rad。當(dāng)（當(dāng)（ + kx ） 0.3時，時， l2 = con(kx + ) kxle11con2減少摩擦損失減少摩擦損失 l2的措施：的措施： 采用兩端張拉，以減小管道長度及采用兩端張拉，以減小管道長度及x x值；值； 采用超張拉。對于后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋，其張拉工藝采用超張拉。對于后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋，其張拉工藝按下列要求進(jìn)行：按下列要求進(jìn)行： 01.12min0.852minconconcon(停)(停)（錨固） kxle11con2兩端張拉兩端張拉一端張拉一端張拉超張拉超張拉3. 混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時，預(yù)應(yīng)力筋與承受拉力的混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時，預(yù)應(yīng)力筋

21、與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失設(shè)備之間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失 l3加熱養(yǎng)護(hù)：加熱養(yǎng)護(hù)：先張法構(gòu)件先張法構(gòu)件在采用蒸汽或其他加熱在采用蒸汽或其他加熱方法養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，新澆混凝土方法養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，新澆混凝土尚未結(jié)硬，鋼筋受熱膨脹，臺座尚未結(jié)硬，鋼筋受熱膨脹，臺座固定不動，即鋼筋長度保持不變，固定不動，即鋼筋長度保持不變，鋼筋中的應(yīng)力隨溫度的增高而降鋼筋中的應(yīng)力隨溫度的增高而降低而產(chǎn)生的應(yīng)力損失低而產(chǎn)生的應(yīng)力損失。 減小溫差損失減小溫差損失，常采用，常采用二次升溫二次升溫的養(yǎng)護(hù)方法的養(yǎng)護(hù)方法 鋼模生產(chǎn)構(gòu)件，張拉臺座與被養(yǎng)護(hù)構(gòu)件是共同鋼模生產(chǎn)構(gòu)件，張拉臺座與被養(yǎng)護(hù)構(gòu)件是共同受熱、共同變形，不計

22、入此項應(yīng)力損失。受熱、共同變形，不計入此項應(yīng)力損失。s355 2.0 101.0 102slEt Ett 應(yīng)力松弛損失的特點：應(yīng)力松弛損失的特點：v與時間有關(guān)，先快后慢。第與時間有關(guān)，先快后慢。第1 1小時完成小時完成50%24小時完成小時完成80%。v與預(yù)應(yīng)力鋼筋種類有關(guān)。預(yù)應(yīng)力鋼筋種類不與預(yù)應(yīng)力鋼筋種類有關(guān)。預(yù)應(yīng)力鋼筋種類不同，則損失大小不同；同，則損失大小不同；v與張拉控制應(yīng)力有關(guān)，張拉控制應(yīng)力越大，與張拉控制應(yīng)力有關(guān)，張拉控制應(yīng)力越大，應(yīng)力松弛大，應(yīng)力松弛大， l l4 4越大越大4. 預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的損失l4減小減小 l4措施：措施：超張拉超張拉超張拉工序：超張拉工序：第一

23、種：第一種： 從從 01.03 con第二種：第二種： 從從 01.05 con(持荷持荷2min) con原理：原理：超張拉的持荷超張拉的持荷2min，已將部分已將部分松弛在鋼筋錨固前完成，所以可達(dá)到減少松弛在鋼筋錨固前完成，所以可達(dá)到減少 l4的目的的目的。超張拉可使鋼筋的應(yīng)力松弛損失減少超張拉可使鋼筋的應(yīng)力松弛損失減少40%60%。 5. 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 l5收縮、徐變將引起構(gòu)件縮短，收縮、徐變將引起構(gòu)件縮短，所以鋼筋回縮，引起所以鋼筋回縮，引起 l5。此時預(yù)應(yīng)力損失值的大小，與此時預(yù)應(yīng)力損失值的大小，與構(gòu)件配筋率構(gòu)件配筋率、混凝土預(yù)混凝

24、土預(yù)壓應(yīng)力的大小壓應(yīng)力的大小 pc、混凝土強(qiáng)度等級、受荷齡期、構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級、受荷齡期、構(gòu)件尺寸及環(huán)境溫濕度尺寸及環(huán)境溫濕度有關(guān)。有關(guān)。先張法：先張法：pccu560 3401 15lfpccu560 3401 15lf 、 受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋的配筋率；的配筋率； pc、 pc 受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在各自合受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在各自合力點處混凝土的法向壓應(yīng)力。力點處混凝土的法向壓應(yīng)力。后張法：后張法：pccu5553001 15lf pccu5553001 15lf減少減少l5的措施有：的措施有：采用高強(qiáng)度等級水泥，減少水泥用量，降

25、低采用高強(qiáng)度等級水泥，減少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土；水灰比，采用干硬性混凝土；采用級配較好的骨料，加強(qiáng)振搗，提高混凝采用級配較好的骨料，加強(qiáng)振搗，提高混凝土的密實性；土的密實性；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土的收縮。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以減少混凝土的收縮。6.混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失 l6后張法后張法中，用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)中，用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件：電桿、水池、壓力管道等，直接在混凝土上進(jìn)行件：電桿、水池、壓力管道等，直接在混凝土上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉。這時鋼筋對構(gòu)件的外壁產(chǎn)生徑向預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉。這時鋼筋對構(gòu)件的外壁產(chǎn)生徑向壓力，

26、使混凝土局部擠壓，構(gòu)件的直徑局部減小，帶壓力，使混凝土局部擠壓，構(gòu)件的直徑局部減小，帶來一圈內(nèi)鋼筋周長的減小，預(yù)拉應(yīng)力下降，引起來一圈內(nèi)鋼筋周長的減小，預(yù)拉應(yīng)力下降，引起 l6。d 3m， l6 = 0 d 3m， 取取 l6 = 30N/mm2 l6的大小與環(huán)形構(gòu)件的直徑的大小與環(huán)形構(gòu)件的直徑d成反比，直徑越小，成反比，直徑越小，損失越大損失越大總損失：總損失： l = lI + lII先張法：先張法： l 100N/mm2后張法：后張法： l 80N/mm29.1.8 9.1.8 預(yù)應(yīng)力損失值的組合預(yù)應(yīng)力損失值的組合I l1234llll12llIIl5l456lll預(yù)應(yīng)力損失值的組合預(yù)應(yīng)

27、力損失值的組合 先張法構(gòu)件先張法構(gòu)件 后張法構(gòu)件后張法構(gòu)件 混凝土預(yù)壓前的損失混凝土預(yù)壓前的損失（第一批）（第一批） 混凝土預(yù)壓后的損失混凝土預(yù)壓后的損失（第二批）（第二批） l1：小變形夾具，減少墊板；增加臺座長度小變形夾具，減少墊板；增加臺座長度。 l2：減少摩擦，減少摩擦，兩端張拉，兩端張拉，超張拉超張拉。 l3：采用二次升溫養(yǎng)護(hù)采用二次升溫養(yǎng)護(hù) l4：超張拉超張拉 l5：減小收縮徐變的一些措施減小收縮徐變的一些措施減少預(yù)應(yīng)力損失的措施減少預(yù)應(yīng)力損失的措施 l6：增大構(gòu)件直徑增大構(gòu)件直徑9.1.10 9.1.10 后張法構(gòu)件錨固端局部受壓承載力計算后張法構(gòu)件錨固端局部受壓承載力計算錨固區(qū)

28、錨固區(qū)提高局部受壓提高局部受壓承載力：承載力：方格方格網(wǎng)式或螺旋式網(wǎng)式或螺旋式間接鋼筋間接鋼筋規(guī)范規(guī)范規(guī)定：設(shè)計時既要保證在張拉預(yù)規(guī)定：設(shè)計時既要保證在張拉預(yù)應(yīng)力筋時錨具下錨固區(qū)的混凝土不開裂和應(yīng)力筋時錨具下錨固區(qū)的混凝土不開裂和不產(chǎn)生過大的變形，又要求計算配置在錨不產(chǎn)生過大的變形，又要求計算配置在錨具區(qū)內(nèi)所需的間接鋼筋以滿足局部受壓承具區(qū)內(nèi)所需的間接鋼筋以滿足局部受壓承載力的要求載力的要求 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件 的設(shè)計計算1. 1. 先張法軸心受拉構(gòu)件先張法軸心受拉構(gòu)件(b)完成第一批損失完成第一批損失(c)完成第二批損失完成第二批損失(a)(a)張拉預(yù)應(yīng)力筋張拉預(yù)應(yīng)力筋1).1).施工

29、階段施工階段 pcI pcII con con2 2）使用階段）使用階段受力過程的三個特征點：受力過程的三個特征點：N N0( c =0) Ncr( c =ftk) Nu( p = fpy)(a)施加軸力前(b)消壓狀態(tài)(c)開裂軸力(d)極限軸力NuN0N0Ncr NcrNu（+）（）（） pcII消壓軸力消壓軸力 開裂軸力開裂軸力 極限軸力極限軸力式中式中，Nu 極限承載力。極限承載力。( (預(yù)應(yīng)力的存在不能提高正截面承載力預(yù)應(yīng)力的存在不能提高正截面承載力) )Nu=fpyAp + fyAs 2. 2. 后張法軸心受拉構(gòu)件后張法軸心受拉構(gòu)件(b)完成第一批損失完成第一批損失(c)完成第二批

30、損失完成第二批損失(a)(a)張拉預(yù)應(yīng)力筋張拉預(yù)應(yīng)力筋1).1).施工階段施工階段 pcI pcII con con2 2）使用階段）使用階段受力過程的三個特征點：受力過程的三個特征點：N N0( c =0) Ncr( c =ftk) Nu( p = fpy)(a)施加軸力前(b)消壓狀態(tài)(c)開裂軸力(d)極限軸力NuN0N0Ncr NcrNu（+）（）（） pcII消壓軸力消壓軸力 開裂軸力開裂軸力 極限軸力極限軸力式中式中，Nu 極限承載力。極限承載力。Nu=fpyAp + fyAs 先張法、后張法軸心受拉構(gòu)先張法、后張法軸心受拉構(gòu)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)件各階段的應(yīng)力狀態(tài)及公式的表達(dá)有什么及

31、公式的表達(dá)有什么共同點和差異共同點和差異想一想：想一想：先、先、后張法軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力比較后張法軸心受拉構(gòu)件的應(yīng)力比較施工階段施工階段預(yù)應(yīng)力鋼筋對構(gòu)件施加的預(yù)壓應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力鋼筋對構(gòu)件施加的預(yù)壓應(yīng)力，先、后張法的計算公式形式相似，但先張先、后張法的計算公式形式相似，但先張法公式用構(gòu)件的換算截面面積法公式用構(gòu)件的換算截面面積A A0 0，后張法用，后張法用構(gòu)件的凈截面面積構(gòu)件的凈截面面積A An n 使用階段使用階段N N0 0、N Ncrcr、N Nu u的計算公形式相同，需的計算公形式相同，需注意注意A A0 0的區(qū)別，先、后張法預(yù)應(yīng)力損失不同，的區(qū)別，先、后張法預(yù)應(yīng)力損失不同， N N0 0、N Ncrcr不同不同 配筋一樣的先張法、后張法的配筋一樣的先張法、后張法的N Nu u相同相同先張法預(yù)壓應(yīng)力先張法預(yù)壓應(yīng)力 后張法預(yù)壓應(yīng)力后張法預(yù)壓應(yīng)力先張法先張法后張法后張法施工階段施工階段使用階段使用階段完成第一批完成第一批預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失完成第二批完成第二批預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力損失npIconpcI)(AAl 0pIconpcI)(AAl conp5pcII0()llsAAAns5pconpcII)(AAAll N0= pcIIA0 N0= pcIIA0 Ncr= (ftk + pcII)A0 Ncr= (f