第24講-預應力混凝土概述

四川工程職業(yè)技術學院課時授課教案/學年第期課程名稱：授課班級：授課時間：課題：教學目的：重點、難點：教學方式與程序：使用教具：課后作業(yè)：課后記錄：年月日第24講預應力混凝土概述§1.預應力砼的基本原理1.普通鋼筋砼的不足由于混凝土的抗拉性能很差，使得普通鋼筋混凝土構件存在幾個不足：①.普通鋼筋混凝土受拉、受彎等構件通常帶裂縫工作；當砼開裂時，受拉鋼筋應力約20N/mm2；

②.為保證結構正常使用要求的適用性和耐久性，必須限制裂縫寬度Wmax≤［W］，受拉鋼筋的應力一般約200N/mm2；因此不能發(fā)揮高強鋼筋的強度；③.普通砼構件自重大、抗裂差、變形大，不適于潮濕、腐蝕環(huán)境，也不適于大跨度、重荷載結構；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？2.預應力砼基本原理預先在混凝土受拉區(qū)施加永久性預壓應力，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生裂縫。這種施加了預壓應力的砼就是預應力砼?！?.預應力砼的分類1.按裂縫控制等級分類：全預應力混凝土

部份預應力混凝土①在使用荷載作用下，不允許截面上混凝土出現拉應力的構件，稱為全預應力混凝土，屬嚴格要求不出現裂縫的構件；②允許出現裂縫，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，屬允許出現裂縫的構件；2.按預應力鋼筋與砼有無粘結分類有粘結預應力混凝土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。3.按施加預應力的工藝分類先張法后張法①先張法先張拉預應力鋼筋，然后澆筑混凝土的施工方法，稱為先張法。主要工藝過程：穿鋼筋→張拉鋼→澆筑混凝土并養(yǎng)護→切斷鋼筋②后張法先澆筑混凝土，待混凝土硬化后，在構件上直接張拉預應力鋼筋，這種施工方法稱為后張法。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→往孔道內壓力灌漿。先張法與后張法的比較：（1）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；（2）工藝過程先張法——穿鋼筋→拉鋼筋→澆混凝土→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。（3）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。（4）優(yōu)點先張法——工序簡單，不需要永久性錨具，批量生產中、小型構件，效率高，成 本低，質量易保證；后張法——可直接在構件上布置及張拉各種形狀的預應力鋼筋，無需臺座，可在 預制廠生產，也可在施工現場生產。（5）缺點先張法——需要臺座或大型鋼模（一次性投資大）；曲線布筋困難；不適合現場 施工；后張法——生產周期較長，需大量永久性錨具，鋼材消耗多，成本較高；工序多，操作復雜，造價高于先張法。（6）適用的構件先張法——適于工廠化生產，適宜長線法生產中、小型構件；后張法——大型預應力混凝土構件；§3.預應力砼對材料的要求1.砼：①高強；②快硬、早強；③收縮、徐變小；④均勻性好；《混凝土結構設計規(guī)范》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。2.預應力鋼筋：高強度；一定的塑性；高彈性模量；低松弛；①消除應力鋼絲；②鋼絞線；③熱處理鋼筋；④無粘結預應力筋；⑤預應力螺紋鋼筋⑥冷軋帶肋鋼筋；（多用于空心板）⑦冷拔鋼絲；冷拉Ⅳ級鋼筋；（目前已很少用）§4預應力砼的特點1.優(yōu)點①抗裂性、抗?jié)B好，提高耐久性；②提高剛度，減小變形，適用于大跨度、重荷載結構；③合理利用高強材料性能，減小自重，節(jié)約材料；④提高結構的抗疲勞能力；⑤可提高裝配式結構的整體性2.缺點①設計復雜；②施工復雜，技術要求高；（需特種施工）③工序多，工期長；④需張拉設備和大量錨具；注意：預應力混凝土不能提高構件的承載能力。（除抗剪扭能力有一定提高外）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?！?.錨具和夾具簡介1.錨具：構件的一部分，永久性固定預應力鋼筋，不能重復使用；2.夾具：臨時固定預應力鋼筋，可重復使用。習慣也稱錨具；3.分類（按工作原理）：摩阻式承壓式4.常用錨具：螺絲端桿錨具