預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件

1、 鋼筋混凝土受拉與受彎等構(gòu)件，由于混凝土抗拉強(qiáng)度及極限拉應(yīng)變值都很低，所以在使用荷載作用下，通常是帶裂縫工作的。因而對(duì)使用上不允許開裂的構(gòu)件，不能充分利用受拉鋼筋的強(qiáng)度。為了要滿足變形和裂縫控制的要求，則需增大構(gòu)件的截面尺寸和用鋼量，這將導(dǎo)致自重過大，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用于大跨度或承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)成為不可能或很不經(jīng)濟(jì)。 因而，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)度鋼筋是不能發(fā)揮其作用的 。而提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)提高構(gòu)件的抗裂性能和控制裂縫寬度的作用也不大。一、概述10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念1二、預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念2 在構(gòu)件使用前，通過預(yù)加外力，

2、使受拉區(qū)預(yù)先產(chǎn)生壓應(yīng)力，以抵消或減小外荷載產(chǎn)生拉應(yīng)力，這樣就可利用混凝土的抗壓強(qiáng)度來彌補(bǔ)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足的缺陷，達(dá)到防止受拉區(qū)混凝土過早開裂的要求，從而可提高截面抗彎剛度和減小裂縫寬度，甚至可以做到在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念3 預(yù)應(yīng)力在日常生活中的應(yīng)用 木桶是用環(huán)向竹箍對(duì)桶壁預(yù)先施加環(huán)向壓應(yīng)力。當(dāng)桶中盛水后，水壓引起的拉應(yīng)力小于預(yù)加壓應(yīng)力時(shí)，桶就不會(huì)漏水。 從書架上取下一疊書，由于受到雙手施加的壓力，這一疊書就如同一橫梁，可以承擔(dān)全部書的重量。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念4 預(yù)應(yīng)力混凝土主要優(yōu)點(diǎn)是： 抗裂性好，剛度大，節(jié)省材料，減小自重：延緩裂縫的出現(xiàn)，減小裂縫寬

3、度；截面剛度顯著提高，撓度減小，可建造大跨度結(jié)構(gòu)。提高構(gòu)件的抗剪承載力：施加縱向預(yù)應(yīng)力可延緩斜裂縫的形成，使受剪承載力得到提高。卸載后的結(jié)構(gòu)變形或裂縫可得到恢復(fù)：由于預(yù)應(yīng)力的作用，使用活荷載移去后，裂縫會(huì)閉合，結(jié)構(gòu)變形也會(huì)得到復(fù)位。提高構(gòu)件的疲勞承載力：預(yù)應(yīng)力可降低鋼筋的疲勞應(yīng)力比，增加鋼筋的疲勞強(qiáng)度。提高受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：需要增設(shè)施加預(yù)應(yīng)力的設(shè)備，制作技術(shù)要求較高，施工周期較長。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念5 適用于對(duì)裂縫要求嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)； 適用于跨度大、承受重型荷載的構(gòu)件或動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)； 適用于對(duì)構(gòu)件的剛度和變形控制較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件； 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 10.1

4、 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念注意：預(yù)應(yīng)力混凝土不能提高構(gòu)件的承載能力。也就是說，當(dāng)截面和材料相同時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土與普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的承載能力相同，與受拉區(qū)鋼筋是否施加預(yù)應(yīng)力無關(guān)。 6三、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類 按照使用荷載下對(duì)截面拉應(yīng)力控制要求的不同，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件可分為三種： 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。大致相當(dāng)于裂縫控制等級(jí)為一級(jí)的構(gòu)件。 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(jì)。相當(dāng)于裂縫控制等級(jí)為二級(jí)的構(gòu)件。10.1 預(yù)應(yīng)力

5、混凝土的概念7 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(jì)。相當(dāng)于裂縫控制等級(jí)為三級(jí)的構(gòu)件。 全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有抗裂性和抗疲勞性好、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但也存在構(gòu)件反拱值過大，延性差，預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋量大，施加預(yù)應(yīng)力工藝復(fù)雜、費(fèi)用高等主要缺點(diǎn)。因此適當(dāng)降低預(yù)應(yīng)力，做成有限或部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，即克服了上述全預(yù)應(yīng)力的缺點(diǎn)，同時(shí)又可以用預(yù)應(yīng)力改善鋼筋混凝土構(gòu)件的受力性能。 有限或部分預(yù)應(yīng)力混凝土介于全預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土之間，有很大的選擇范圍，設(shè)計(jì)者可根據(jù)結(jié)構(gòu)的功能要求和環(huán)境條件，選用不同的預(yù)應(yīng)力值以控制構(gòu)件在使用條件下的變形和裂縫，并

6、在破壞前具有必要的延性，因而是當(dāng)前預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的一個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)。10.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的概念本 章 目 錄8施加預(yù)應(yīng)力的方法分為兩類先張法和后張法10.2 施加預(yù)應(yīng)力的方法1 先張法先張法的工序 將預(yù)應(yīng)力鋼筋用夾具固定于臺(tái)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(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，切斷或放松鋼筋，使混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力10.2 施加預(yù)應(yīng)力的方法請(qǐng)看先張法工序92 后張法后張法的工序 澆筑混凝土構(gòu)件，并在構(gòu)件中預(yù)留孔道 待混凝土達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，用千斤頂張拉鋼筋，用錨具將張拉端預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固 用壓力泵將高強(qiáng)水泥漿灌入預(yù)留孔道，使預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁產(chǎn)生粘結(jié)力10.2 施加預(yù)應(yīng)力的方法

7、請(qǐng)看后張法工序10 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(shí)可沿縱向發(fā)生相對(duì)滑移的后張預(yù)應(yīng)力鋼筋。 特點(diǎn)：不需要預(yù)留孔道，也不必灌漿，施工簡便、快速，造價(jià)較低，易于推廣應(yīng)用。后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力11后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù) 用專用油脂涂在預(yù)應(yīng)力鋼筋表面并用塑料包裹 預(yù)先鋪設(shè)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后澆筑混凝土 混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力筋，然后進(jìn)行錨固后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn) 一定要有非預(yù)應(yīng)力鋼筋 錨具的可靠性 高強(qiáng)鋼絲的可靠度10.2 施加預(yù)應(yīng)力的方法1

8、2預(yù)應(yīng)力建立的條件鋼筋與混凝土之間有可靠的力的傳遞，是保證混凝土受到預(yù)壓的條件。 先張法是通過鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力來傳遞預(yù)壓力 后張法是依靠錨具來傳遞預(yù)壓力先張法構(gòu)件建立預(yù)應(yīng)力的條件粘結(jié)力傳遞長度后張法構(gòu)件建立預(yù)應(yīng)力的條件錨具錨固能力的可靠度10.2 施加預(yù)應(yīng)力的方法本 章 目 錄作業(yè)思考題13（3）錨具和夾具14預(yù)應(yīng)力混凝土的材料及錨夾工具15夾片式錨具16預(yù)應(yīng)力混凝土的材料及錨夾工具17預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)鋼筋的要求 高強(qiáng)度 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在制作和使用過程中，由于種種原因，會(huì)出現(xiàn)各種預(yù)應(yīng)力損失，為了在扣除預(yù)應(yīng)力損失后，仍然能使混凝土建立起較高的預(yù)應(yīng)力值，需采用較高的張拉應(yīng)力，因此預(yù)應(yīng)力

9、鋼筋必須采用高強(qiáng)鋼筋（絲）； 具有一定的塑性 為防止發(fā)生脆性破壞，要求預(yù)應(yīng)方鋼筋在拉斷時(shí)，具有一定的伸長率； 良好的加工性能 即要求鋼筋有良好的可焊性，以及鋼筋“鐓粗”后并不影響原來的物理性能； 與混凝土之間有較好的黏結(jié)強(qiáng)度 先張法構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力傳遞是靠鋼筋和混凝土之間的黏結(jié)力完成的，因此需要有足夠的黏結(jié)強(qiáng)度。 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料10.3 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料18 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土的要求 強(qiáng)度高 預(yù)應(yīng)力混凝土只有采用較高強(qiáng)度的混凝土，才能建立起較高的預(yù)壓應(yīng)力，并可減少構(gòu)件截面尺寸，減輕結(jié)構(gòu)自重。對(duì)先張法構(gòu)件，采用較高強(qiáng)度的混凝土可以提高黏結(jié)強(qiáng)度，對(duì)后張法構(gòu)件，則可承受構(gòu)件端部強(qiáng)大的預(yù)壓力；

10、 收縮、徐變小 這樣可以減少由于收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失； 快硬、早強(qiáng) 這樣可以盡早施加預(yù)應(yīng)力，加快臺(tái)座、錨具、夾具的周轉(zhuǎn)率，以利加快施工進(jìn)度，降低間接費(fèi)用。 一般預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、高強(qiáng)鋼絲和熱處理鋼筋時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C40。10.3 預(yù)應(yīng)力混凝土的材料本 章 目 錄19預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求 構(gòu)造要求與張拉工藝、錨固措施、預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類等因素有關(guān)。 1、先張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的構(gòu)造要求 預(yù)應(yīng)力鋼筋（絲）的凈間距目的便于混凝土的澆注、保證鋼筋（絲）與混凝土的粘結(jié)錨固以及施加預(yù)應(yīng)力的方便。 預(yù)應(yīng)力鋼筋的凈距不應(yīng)小于鋼筋直徑d及25mm； 預(yù)

11、應(yīng)力鋼絲的凈距不宜小于15mm。10.7 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求20 混凝土保護(hù)層厚度目的保證鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，防止放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)出現(xiàn)縱向劈裂裂縫。 預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)保護(hù)層厚度的要求同鋼筋混凝土構(gòu)件； 預(yù)應(yīng)力光面鋼絲的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于15mm 鋼筋、鋼絲的錨固目的保證鋼筋（絲）與混凝土之間有可靠的粘結(jié)力。采用變形鋼筋、刻痕鋼絲、螺旋肋鋼絲、鋼絞線等。10.7 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求212、后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的構(gòu)造要求 預(yù)留孔道的構(gòu)造要求孔道的布置應(yīng)考慮張拉設(shè)備的尺寸、錨具尺寸及端部混凝土局部受壓的強(qiáng)度要求等因素。 孔道直徑應(yīng)比預(yù)應(yīng)力鋼筋束外徑、鋼筋對(duì)焊接頭處外徑及錐形螺桿錨具的套筒

12、等外徑大1015mm，以便于穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋并保證孔道灌漿的質(zhì)量。 孔道之間的凈距不應(yīng)小于25mm，孔道至構(gòu)件邊緣的凈距不應(yīng)小于25mm及孔道的半徑。 構(gòu)件兩端及跨中應(yīng)設(shè)置灌漿孔或排氣孔，其孔距不宜大于12m?？椎拦酀{所用的水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M20，水灰比宜為0.40.45，為減少收縮，宜摻入0.01%水泥用量的鋁粉。 凡需要起拱的構(gòu)件，預(yù)留孔道宜隨構(gòu)件同時(shí)起拱。10.7 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求223、非預(yù)應(yīng)力鋼筋 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中為什么要配置非預(yù)應(yīng)力筋呢？ 如果預(yù)應(yīng)力鋼筋 僅滿足抗裂或裂縫控制要求，而不滿足承載力要求，需配置一定的非預(yù)應(yīng)力鋼筋。 對(duì)裂縫分布和開展寬度起到一定的限制作用。 保證構(gòu)件具有一