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第12章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料 一、钢筋混凝土的缺点 先张法 后张法 有粘结预应力混凝土 无粘结预应力混凝土 作业 叶书P244页习题12-12 镦头锚具 夹片式锚具 其它设备： 千斤顶 制孔器 抽拔橡胶管 螺旋金属波纹管 穿索机 压浆机 张拉台座（先张法） 四、预应力张拉机具系列 四、预应力张拉机具系列 五、工程橡胶支座及伸缩缝系列 一、混凝土材料 １、预应力混凝土结构中常用混凝土强度等级 《公路桥规》规定：预应力混凝土构件的混凝土强度等级 §12.3 预应力混凝土结构的材料 2、对混凝土的要求 ①高强度 ②快硬、早强 ③收缩、徐变小 ≥C40 二、预应力钢筋 高强度钢丝；钢绞线；精轧螺纹钢筋 R235；HRB335；HRB400和KL400 ①高强度 ②有较好的塑性和可焊性 ③与混凝土的粘着力强 ④应力松弛损失小 1、要求 2、类型 3、注意 处于侵蚀介质中的预应力混凝土构件，不宜采用热处理钢筋、碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线等作为预应力钢筋 对直接承受动荷载的预应力混凝土构件，不得采用有焊接接头的冷拉钢筋 一、预应力混凝土结构的分类： 按照钢筋与砼之间的粘结情况分： 有粘结预应力结构和无粘结预应力结构。 按照钢筋是否布置在砼截面内分： 体内预应力砼结构和体外预应力砼结构。 §12.4 预应力混凝土结构的三种概念（张书P223） 有粘结预应力混凝土 先张法生产的预应力混凝土构件以及后张法张拉钢筋后在孔道中灌浆所生产的预应力混凝土构件 特点 受力性能好，裂缝分布均匀，裂缝宽度较小 无粘结预应力混凝土 后张法张拉钢筋后不在孔道中灌浆所生产的预应力混凝土构件 特点 造价低，便于以后再次张拉或更换预应力钢筋 §12.4 预应力混凝土结构的三种概念 * * 预应力混凝土结构 * 预应力混凝土结构 结构设计原理 概述 预加应力的方法和设备 预应力混凝土结构的材料 预应力混凝土结构的三种概念 跨度为5.2m的简支梁，截面尺寸为200×450mm， 作用均布活荷载标准值q =10 kN/m，均布恒荷载g=5kN/m。采用C25混凝土 §12.1 概述 一、钢筋砼结构的缺点 0.75 0.40 0.27 裂缝宽度ωmax(mm) 32.2 38.1 16.47 跨中挠度 f (mm) 308 2106 603 配筋面积As( mm2） 580 300 300 钢筋强度(N/mm2) 10 10 10 活荷载qk(kN/m) 5 20 5 恒荷载gk(kN/m) 200×450 400×900 200×450 截面尺寸b×h(mm×mm) 5.2 10.4 5.2 计算跨度L0(m) 采用高强钢筋 L=2L0 L=L0 一、钢筋砼结构的缺点 产生问题的主要原因 混凝土的抗拉强度太低，导致受拉区混凝土过早开裂，截面抗弯刚度显著降低。 ★ 抗拉强度低 ，构件带裂缝工作。 ★ 不能充分利用高强材料。 ★ 自重大，构件跨径受到限制。 一般来说，钢筋混凝土梁的经济适用跨度为5-8m，材料宜采用C20-C30级混凝土，HRP235、HRB335和HRB400级钢筋。 q 二、预应力混凝土的基本概念 矩形简支梁由均布荷载产生的跨中最大弯矩为M=qL2/8，跨中截面应力为 上缘： = （压应力） 下缘： （拉应力） 一种方法是：先在截面重心处施加预压力，令Ny=6M/h. Ny Ny 产生的截面应力为： 二、预应力混凝土的基本概念 为了使截面下缘不出现拉应力，采用预加应力的方法来抵消下缘拉应力。 在预加力Ny和均布荷载q共同作用下，将该预加应力与均布荷载应力叠加，求得截面上、下缘的总应力为： 上缘： 下缘： = （压应力） = M Ny + = Ny M 2 2 6 6 bh M bh M + = 二、预应力混凝土的基本概念 另一种方法是：在距截面下缘h/3处（即偏心距e=h/6)处，施加预应力，令Ny=3M/h。 产生的截面上、下缘应力为： Ny Ny 上缘： 下缘： （压应力） = 二、预应力混凝土的基本概念 在预加力Ny和均布荷载q共同作用下，将该预加应力与均布荷载应力叠加，求得截面上、下缘的总应力为： 上缘： 下缘： = （压应力） = M + = Ny M Ny 二、预应力混凝土的基本概念