(新)第9节：预应力混凝土构件设计.pptVIP

混凝土结构设计基本原理 教师：张茂雨 本章重点 预应力混凝土的概念及其优点 ； ? 预应力混凝土构件的截面设计。 预应力损失的原因及其计算和组合； 预应力混凝土构件的受力性能分析； 施加预应力的方法及预应力混凝土材料的要求； 1.1 一般概念 普通混凝土的缺点 在使用荷载下带裂缝工作，影响使用功能、耐久、 刚度和抗疲劳性。 难以利用高强度钢筋。与wmax对应的?s = 200N/mm2。 而高强钢丝强度可达1600N/mm2以上 。 预应力混凝土的基本知识 1 预应力：在混凝土结构承受使用荷载之前的制作阶段预先对混凝土施加应力。 ep Np spc sc 全预应力混凝土 部分预应力混凝土 有限预应力混凝土 预应力基本原理 预应力混凝土的基本知识 1 日常生活中有许多应用预应力的例子。 预应力混凝土的基本知识 1 日常生活中有许多应用预应力的例子。 预应力混凝土的基本知识 1 提高了构件的抗裂性； 预应力的大小可根据需要调整。 在使用荷载下，预应力混凝土构件基本处于弹性工作 阶段(未裂)。 施加预应力对构件的正截面承载力无明显影响。 预应力混凝土构件的受力特征 预应力混凝土的基本知识 1 预应力混凝土的优、缺点 优点 a. 提高构件的抗裂能力。 b. 增大了构件的刚度，减小挠度，耐久性好，耐疲劳，提高抗剪承载力。 c.充分利用高强度材料的性能。预应力筋 Nu ? NPy d. 扩大了构件的使用范围：减轻自重，加大跨度，提高适用能力。 预应力混凝土的基本知识 1 预应力混凝土的优、缺点 预应力混凝土的基本知识 1 缺点 a.成本高。 b. 材料质量要求高。 c.工序复杂 d. 技术水平要求高 1.2预应力混凝土的分类 根据制作、设计和施工的特点，可以有不同的分类： 1.先张法和后张法 钢筋张拉先于混凝土浇筑——先张法 钢筋张拉后于混凝土浇筑——后张法 部分截面受压——部分预应力 2.全预应力和部分预应力 全截面受压——全预应力 3.有粘结预应力和无粘结预应力 预应力筋与周围的混凝土粘结、握裹在一起——有粘结 预应力混凝土的基本知识 1 张拉钢筋 ? 支模、浇混凝土? 混凝土达到一定强度?剪钢丝 ? 产生预应力 1.3预应力的建立方法 ①张拉钢筋 ②浇注混凝土 ③剪断钢筋 A、先张法 预应力混凝土的基本知识 1 浇混凝土，预留孔道 ? 达到强度，穿筋 ? 张拉钢筋，锚固 ? 产生预应力? 孔道灌浆 ①浇注混凝土 ②穿钢筋、张拉、锚固 ③灌浆 B、后张法 预应力混凝土的基本知识 1 先张法、后张法有各自适用范围和优、缺点。 非预应力钢筋 无粘结预应力混凝土结构通常与后张预应力工 艺相结合。 预应力混凝土的基本知识 1 混凝土：一般要求不应低于C30；采用钢丝，钢铰线，热处理 钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于 C40。 钢 筋：预应力钢筋宜采用钢丝、钢铰线，也可采用热处理钢 筋；普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335 级钢筋，也 可采用HPB235级钢筋。 1.4 预应力混凝土构件的材料 预应力混凝土的基本知识 1 ?con：张拉钢筋时，张拉设备上的测力计所指示的总张拉力除以预应力筋面积。 ?con的确定原则：与预应力的施加方式及钢筋的强度标准值fptk有关。 2.1 张拉控制应力?con 预应力混凝土构件设计规定 2 ?con 过高，可能引起张拉时个别钢丝拉断，所以 ，控制应力的大小必须适当。 ?con 过高，施工阶段可能引起构件某些部分受拉开裂或局部受压破坏。 确定?con时考虑的因素 ?con 增加。产生的预应力大，抗裂性好。 所以 ?con 0.4 fptk。 预应力混凝土构件设计规定 2 张拉控制应力限值 热处理钢筋 消除应力钢丝、钢绞线 0.75 fptk 后张法 先张法 钢筋种类 张拉方法 0.75fptk 0.70 fptk 0.65 fptk 在考虑提高施工阶段的抗裂性及减少应力松驰、摩擦、钢筋分批张拉及台座之间的温差损失时，可以提高0.05fptk。 预应力混凝土构件设计规定 2 预应力筋张拉后，由于各种原因其张拉应力会下降，这一现象称为预应力损失。引起预应力损失的原因有六大类。先分别找出这些损失出现的原因，再根据先张法和后张法的施工特点，了解不同预应力损失的计算和组合。 2.2 预应力损失?l ?pe = ?con–?l 最终有效预应力： 预应力混凝土构件设计规定 2 直线： …9－1 曲线：