建筑結構基礎與識圖預應力混凝土原理課件

主講丨李珂建筑結構基礎與識圖預應力混凝土原理目錄為什么使用預應力混凝土1預應力混凝土的基本原理2預應力混凝土的特點3思考題4為什么使用預應力混凝土PATR

01一、為什么使用預應力混凝土混凝土作為一種建筑材料，主要缺點之一就是抗拉能力很低，因此鋼筋混凝土存在著兩個無法解決的問題：（1）使用荷載作用下，鋼筋混凝土受拉、受彎等構件通常是帶裂縫工作的（2）從保證結構耐久性出發(fā)，必須限制裂縫寬度一、為什么使用預應力混凝土為了要滿足變形和裂縫控制的要求，則需增大構件的截面尺寸和用鋼量，這將導致自重過大，使鋼筋混凝土結構用于大跨度或承受動力荷載的結構成為不可能或很不經濟。理論上講，提高材料強度可以提高構件的承載力，從而達到節(jié)省材料和減輕構件自重的目的。一、為什么使用預應力混凝土提高鋼筋強度但在普通鋼筋混凝土構件中，提高鋼筋強度卻難以收到預期的效果。這是因為，混凝土的極限抗拉應變一般只有0.0001～0.00015左右，當混凝土受拉開裂時，鋼筋中的應力只有20~30MPa，強度遠未充分利用。即便對于允許開裂的構件，規(guī)范規(guī)定一般的裂縫寬度不得大于0.2~0.3mm，與此相應的鋼筋拉應力約為200~300MPa左右，這意味著鋼筋的應力無法再提高，使高強鋼筋無法發(fā)揮作用。一、為什么使用預應力混凝土提高混凝土強度等級混凝土的強度提高后，極限拉應變沒有太大的變化，彈性模量的提高也很有限，仍然只能靠加大截面尺寸的方法來保證構件的抗裂能力和剛度，既不能節(jié)省材料，反而由于采用高強混凝土而提高了造價。預應力混凝土的基本原理PATR

02二、預應力混凝土的基本原理為了避免鋼筋混凝土結構的裂縫過早出現，充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土，可以設法在荷載作用下的受拉區(qū)混凝土，預先施加一定的壓應力，使其能夠部分或全部抵消由荷載產生的拉應力，以推遲混凝土裂縫的出現和開展，從而提高構件的抗裂性能和剛度。二、預應力混凝土的基本原理對于普通鋼筋混凝土簡支梁，在荷載作用下，在梁跨中下邊緣產生拉應力，混凝土梁很早開裂，且裂縫迅速發(fā)展。二、預應力混凝土的基本原理將拉區(qū)受力鋼筋事先施加一定預拉應力，然后用螺栓錨緊，這樣實際給混凝土施加了一個壓應力，形成反拱f1二、預應力混凝土的基本原理當荷載作用在預應力混凝土上時，混凝土的預壓應力減小或抵消了荷載所引起的混凝土拉應力，從而推遲混凝土裂縫的出現和開展，提高構件的抗裂性能和剛度。預應力混凝土的特點PATR

03三、預應力混凝土的特點與鋼筋混凝土相比，預應力混凝土具有以下特點：1構件的抗裂性能較好2構件的剛度較大由于預應力混凝土能延遲裂縫的出現和開展，并且受彎構件要產生反拱，因而可以減小受彎構件在荷載作用下的撓度。3構件的耐久性較好由于預應力混凝土能使構件不出現裂縫或減小裂縫寬度，因而可以減少大氣或侵蝕性介質對鋼筋的侵蝕，從而延長構件的使用期限。三、預應力混凝土的特點與鋼筋混凝土相比，預應力混凝土具有以下特點：4工序較多，施工較復雜，且需要張拉設備和錨具等設施因此將預應力混凝土用于不適用的場合，會提高綜合造價，反而不如普通鋼筋混凝土。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的承載能力相同，與受拉區(qū)鋼筋是否施加預應力無關。注意：思考題PATR

04四、