預應力混凝土基本概念鋼筋混凝土預應力構件預應力PPT課件

1、杭州城站火車站杭州城站火車站6.1 6.1 預應力混凝土的基本概念預應力混凝土的基本概念 第六章 鋼筋混凝土預應力構件由于混凝土的抗拉性能很差，使得鋼筋混凝土構件出現(xiàn)了兩個問題：1、鋼筋混凝土受拉、受彎等構件通常帶裂縫工作；2、為保證結構耐久性，必須限制裂縫寬度。解決問題的首先想到的方法：1、加大截面尺寸自重過大；2、采用高強度鋼筋裂縫過寬，無法滿足使用要求；3、提高混凝土強度等級抗裂性能提高不明顯。 上述方法都不能很好地解決大跨度結構，以及承受動載結構中裂縫寬度過大，變形嚴重的問題。繼續(xù)思考：能否借助混凝土較高的抗壓能力來彌補其抗拉能力的不足？第1頁/共21頁6.1 6.1 預應力混凝土的基

2、本概念預應力混凝土的基本概念 第六章 鋼筋混凝土預應力構件、預應力構件基本原理 ： 預先在混凝土受拉區(qū)施加壓應力，使其減小或抵消荷載引起的拉應力，將構件受到的拉應力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態(tài)，即可控制構件裂縫寬度，甚至可以使構件不產(chǎn)生裂縫。第2頁/共21頁6.1 6.1 預應力混凝土的基本概念預應力混凝土的基本概念 第六章 鋼筋混凝土預應力構件預應力與木桶雞： 木桶在制作過程中，用鐵箍把木板箍緊，目的是為了使木板間產(chǎn)生環(huán)向預壓力，裝水或裝湯后，由水產(chǎn)生環(huán)向拉力，預壓力抵消掉全部拉力，就不會漏水。 2、預應力混凝土的分類 分為全預應力混凝土和部份預應力混凝土兩類。 在使用荷載作用下，不允許

3、截面上混凝土出現(xiàn)拉應力的構件，稱為全預應力混凝土，屬嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件；允許出現(xiàn)裂縫，但最大裂縫寬度不超過允許值的構件，則稱為部分預應力混凝土，屬允許出現(xiàn)裂縫的構件。 第3頁/共21頁6.1 6.1 預應力混凝土的基本概念預應力混凝土的基本概念 第六章 鋼筋混凝土預應力構件2、預應力混凝土的分類 按照粘結方式，預應力混凝土還可分為有粘結預應力混凝土和無粘結預應力混凝土。無粘結預應力混凝土，是指配置無粘結預應力鋼筋的后張法預應力混凝土。 無粘結預應力鋼筋是將預應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

4、之與周圍混凝土隔離，而在張拉時可沿縱向發(fā)生相對滑移的后張預應力鋼筋。 從90年代開始，無粘結束技術已在我國的某些橋梁工程中得到應用，目前最大跨度可達到20m。第4頁/共21頁6.1 6.1 預應力混凝土的基本概念預應力混凝土的基本概念 第六章 鋼筋混凝土預應力構件3、預應力混凝土的特點 1 1、增強結構抗裂性和抗?jié)B性、增強結構抗裂性和抗?jié)B性2 2、改善結構耐久性、改善結構耐久性3 3、提高結構與構件的剛度，減少變形、提高結構與構件的剛度，減少變形4 4、提高結構的抗疲勞能力、提高結構的抗疲勞能力5 5、減輕構件自重、減輕構件自重7 7、合理利用高強材料、合理利用高強材料6 6、提高構件的跨越能

5、力、提高構件的跨越能力8 8、工序較多，施工較復雜，且需張拉設備和錨具等。工序較多，施工較復雜，且需張拉設備和錨具等。 注意： 預應力混凝土不能提高構件的承載能力。也就是說，當截面和材料相同時，預應力混凝土與普通鋼筋混凝土受彎構件承載能力相同。第5頁/共21頁6.1 6.1 預應力混凝土的基本概念預應力混凝土的基本概念 第六章 鋼筋混凝土預應力構件4、施加預應力的方法 （1）、先張法先張拉預應力鋼先張拉預應力鋼筋，然后澆筑混筋，然后澆筑混凝土的施工方法，凝土的施工方法，稱為稱為先張法先張法 。主要工藝過程：穿鋼筋張拉鋼筋澆筑混凝土并養(yǎng)護切斷鋼筋第6頁/共21頁6.1 6.1 預應力混凝土的基本

6、概念預應力混凝土的基本概念 第六章 鋼筋混凝土預應力構件4、施加預應力的方法 （2）、后張法先澆筑混凝土，待先澆筑混凝土，待混凝土硬化后，在構混凝土硬化后，在構件上直接張拉預應力件上直接張拉預應力鋼筋，這種施工方法鋼筋，這種施工方法稱為稱為后張法后張法 。主要工藝過程：澆筑混凝土構件（在構件中預留孔道）并進行養(yǎng)護穿預應力鋼筋張拉鋼筋并用錨具錨固往孔道內(nèi)壓力灌漿。 第7頁/共21頁6.1 6.1 預應力混凝土的基本概念預應力混凝土的基本概念 第六章 鋼筋混凝土預應力構件先張法與后張法的比較（）、張拉順序先張法先張拉鋼筋，后澆注混凝土后張法先澆注混凝土，后張拉鋼筋（）、工藝過程先張法穿鋼筋拉鋼筋澆

7、混凝土養(yǎng)護至75斷鋼筋后張法留孔道澆混凝土養(yǎng)護至75 穿鋼筋拉鋼筋錨鋼筋壓力灌漿。（）、預壓應力的傳遞先張法傳遞主要靠鋼筋和混凝土間的粘結力，因此，必須待混凝土達到設計強度75以上，方可切斷鋼筋；后張法主要通過工作錨具傳遞，因此，張拉鋼筋時，混凝土強度必須達到設計強度75以上。第8頁/共21頁6.1 6.1 預應力混凝土的基本概念預應力混凝土的基本概念 第六章 鋼筋混凝土預應力構件（）、缺點先張法需要臺座，不適合現(xiàn)場施工；后張法生產(chǎn)周期較長，需工作錨具，鋼材消耗多，成本較高；工序多，操作復雜，造價高于先張法。 （）、適用的構件先張法適于工廠化生產(chǎn)，適宜長線法生產(chǎn)中、小型構件； 后張法大型預應力

8、混凝土構件 。（）、優(yōu)點先張法工藝簡單，工序少，效率高，質(zhì)量易保證，由于省去了錨具和預埋件，成本較低； 后張法預應力鋼筋直接在構件上張拉，無需臺座，可在預制廠生產(chǎn)，也可在施工現(xiàn)場生產(chǎn)。 先張法與后張法的比較第9頁/共21頁在張拉預應力鋼筋時所達到的規(guī)定應力，稱為張拉控制應力，用 表示6.2 6.2 張拉控制應力與預應力損失張拉控制應力與預應力損失 第六章 鋼筋混凝土預應力構件1、張拉控制應力 con張拉控制應力適當取高些是有利的，但不是越高越好。控制應力與預應力鋼筋的強度設計值越接近時，構件的開裂彎矩與極限彎矩就越接近，構件延性就越差。 “超張拉” 為了減少預應力的損失，張拉預應力鋼筋時常采取

9、 的一種工藝操作方法。conconcon85. 01 . 10減少摩擦損失的措施有：（1）采用兩端張拉；（2）采用“超張拉”工藝，其工藝程序為： 停2min 停2min第10頁/共21頁6.2 6.2 張拉控制應力與預應力損失張拉控制應力與預應力損失 ptkf 第六章 鋼筋混凝土預應力構件1、張拉控制應力 表張拉控制應力限值鋼筋種類鋼筋種類張拉方法張拉方法先張法先張法后張法后張法消除應力鋼絲、鋼絞線消除應力鋼絲、鋼絞線熱處理鋼筋熱處理鋼筋預應力鋼筋極限抗拉強度標準值預應力鋼筋極限抗拉強度標準值張拉控制應力值均不應小于ptk40. 0fptk65. 0fptk75. 0fptk70. 0fptk

10、75. 0f第11頁/共21頁6.2 6.2 張拉控制應力與預應力損失張拉控制應力與預應力損失 第六章 鋼筋混凝土預應力構件3、錨具與夾具、錨固鋼絲的套筒式夾具、錨固粗鋼筋用的螺絲端桿錨具（如下圖）、錨固直徑12mm或鋼絞線的夾片式錨具（如右圖）螺絲端桿錨具鋼絞線夾片式錨具第12頁/共21頁6.2 6.2 張拉控制應力與預應力損失張拉控制應力與預應力損失 第六章 鋼筋混凝土預應力構件4、機具設備 1 1、張拉設備（、張拉設備（如千斤頂）如千斤頂）2 2、制孔器材、制孔器材 （如抽拔橡膠管、螺旋金屬波紋管）如抽拔橡膠管、螺旋金屬波紋管）3 3、灌孔水泥漿和壓漿機、灌孔水泥漿和壓漿機用鍍鋅或不鍍鋅

11、低碳鋼帶螺旋折疊咬口制成的金屬管，用于后張法預應力砼結構或構件的成孔。夾片錨張拉千斤頂?shù)?3頁/共21頁（5）混凝土收縮和徐變引起的預應力損失 6.2 6.2 張拉控制應力與預應力損失張拉控制應力與預應力損失 第六章 鋼筋混凝土預應力構件（1）張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預應力損失 2、預應力損失及其減小措施 預應力損失共有以下六種：（2）預應力鋼筋與孔道的摩擦引起的預應力損失 （3）混凝土加熱養(yǎng)護時，預應力鋼筋與臺座間溫差引起的預應力損失 （4）預應力鋼筋應力松馳引起的預應力損失 （6）環(huán)形構件采用螺旋預應力筋時局部擠壓引起的預應力損失 654321llllll第14頁/共21頁6.3 6

12、.3 預應力混凝土構件的構造要求預應力混凝土構件的構造要求 第六章 鋼筋混凝土預應力構件對混凝土的要求：預應力混凝土構件的混凝土強度等級不應小于C30；采用碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作為預應力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。無粘結預應力混凝土結構的混凝土強度等級，板不低于C30，梁及其他構件不低于C40。對鋼筋的要求：預應力鋼筋宜采用冷軋帶肋鋼筋、消除應力鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋，以及冷拉、級鋼筋。鋼絞線與鋼絞線束的橫斷面圖第15頁/共21頁6.3 6.3 預應力混凝土構件的構造要求預應力混凝土構件的構造要求 第六章 鋼筋混凝土預應力構件1、一般構造要求直線布置和曲線布置：曲線布置多用

13、于跨度和荷載較大的構件，如預應力梁。曲線布置一般用于后張法構件。 直線布置用于跨度荷載較小的情況，如預應力板，直線布置優(yōu)點是施工簡單，用于先張法和后張法構件。（2）間距及孔道尺寸 （1）預應力鋼筋的布置預應力鋼筋的凈距不應小于其公稱直徑或等效直徑的1.5倍，且符合下列規(guī)定：對熱處理鋼筋及鋼絲，不應小于25mm；對3股鋼絞線，不應小于20mm；對7股鋼絞線，不應小于25mm。 第16頁/共21頁6.3 6.3 預應力混凝土構件的構造要求預應力混凝土構件的構造要求 第六章 鋼筋混凝土預應力構件（2）間距及孔道尺寸 后張法構件中，預應力鋼絲束、鋼絞線束的預留孔道間的水平凈間距，在預制構件中不宜小于5

14、0mm，孔道至構件邊緣的凈距不宜小于30mm，且不宜小于孔道直徑的一半 。在構件兩端及跨中應設灌漿孔或排氣孔，孔距不宜大于12m。 孔道的內(nèi)徑應比預應力鋼絲束或鋼絞線束外徑及需穿過孔道的連接器外徑大1015mm。 第17頁/共21頁6.3 6.3 預應力混凝土構件的構造要求預應力混凝土構件的構造要求 第六章 鋼筋混凝土預應力構件構件端部構造措施（1 1）先張法構件鋼筋端部應）先張法構件鋼筋端部應采取下列措施。采取下列措施。 （a a）螺旋筋）螺旋筋 （b b）預埋插筋）預埋插筋 （c c）鋼筋網(wǎng)片）鋼筋網(wǎng)片 （d d）加密橫向鋼筋）加密橫向鋼筋（2 2）后張法構件端部鋼筋錨固應配置間接鋼筋。）后張法構件端部鋼筋錨固應配置間接鋼筋。（3 3）構件端部局部凹進時，應增設折線構造鋼筋。）構件端部局部凹進時，應增設折線構造鋼筋。（4 4）宜在構件端部將一部分預應力鋼筋在靠近支座處彎起，）宜在構件端部將一部分預應力鋼筋在靠近支座處彎起，并沿端部均勻布置。并沿端部均勻布置。（5 5）外露金屬錨具應采取可靠防銹措施。）外露金屬錨具應采取可靠防銹措施。第18頁/共21頁思考題思考題 第六章