天津城市建设学院工程结构设计原理课件第十一章 预应力混凝土（1）.pptVIP

天津城市建设学院 第一部分 预应力混凝土的概念 5、面积最大的单体预应力工程是首都国际机场新航站楼工程8.8万m2/层，总计：35万m2 * ? 第一部分 预应力混凝土的概念 ? 预应力混凝土结构 天津城市建设学院 * ? 第一部分 预应力混凝土的概念 ? 预应力混凝土结构 天津城市建设学院 预应力混凝土结构 Prestressed Concrete Structure 预应力原理在木桶上的应用 (a)木桶；(b)竹箍分离体图；(c)板块分离体图 块体拼装式预应力 一、预应力钢筋混凝土基础知识 1.1 概念 预应力原理在木锯上的应用 (a)木锯；(b)木锯各杆件分离图；(c)锯片的受力图 美国混凝土协会(ACI)定义：预应力钢筋混凝土是根据需要人为地引入某一 数值的反向荷载，用以部分或全部抵销使用荷载的一种加筋混凝土。 定义二：在混凝土构件承受外荷载之前，对其受拉区预先施加压应力，就成为预应力混凝土。 1.2 分类 根据制作、设计和施工的特点，预应力混凝土可以有不同的分类。 1、先张法与后张法 先张法是制作预应力混凝土构件时，先张拉预应力钢筋后浇灌混凝土的一种方法；而后张法是先浇灌混凝土，待混凝土达到规定强度后再张拉预应力钢筋的一种预加应力方法。 2、全预应力与部分预应力 全预应力是在使用荷载作用下，构件截面混凝土不出现拉应力，即为全截面受压。部分预应力是在使用荷载作用下，构件截面混凝土允许出现拉应力或开裂，即只有部分截面受压。 M0 —使构件控制截面受拉边缘应力抵消到零时的弯矩。 M —荷载效应标准组合作用下控制截面的弯矩。 N0 —使构件截面应力抵消到零时的轴向力。 N —荷载效应标准组合作用下截面的轴向拉力。 受弯构件： 轴拉构件： 预应力度 λ 定义为： 3、有粘结预应力与无粘结预应力 有粘结预应力，是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构。 无粘结预应力 ，是指预应力筋伸缩、滑动自如，不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。 λ ≥1.0 全预应力砼构件，大致相当于裂缝控制等级为Ⅰ级。 0 λ 1.0 部分预应力构件 A类 —大致相当于裂缝控制等级为Ⅱ级。 B类 —大致相当于裂缝控制等级为Ⅲ级。 一、预应力钢筋 1、预应力钢筋的要求：强度高、塑性好、低松弛 ★ 预应力钢筋的强度越高越好。 ★ 而且在预应力混凝土制作和使用过程中，由于种种原因，预应力筋中预先施加的张拉应力会产生损失，因此，为使得扣除应力损失后仍具有较高的张拉应力，也必须使用高强钢筋（丝）作预应力筋。 ★ 为避免在超载情况下发生脆性破断，预应力筋还必须具有一定的塑性。同时还要求具有良好的加工性能，以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求。 ★ 对钢丝类预应力筋，还要求具有低松弛性和与混凝土良好的粘结性能，通常采用‘刻痕’或‘压波’方法来提高与混凝土粘结强度。 1.3 材料 2、预应力钢筋的种类 （1）冷拉低合金钢筋 ★通常将Ⅳ级热轧钢筋经冷拉后作为预应力筋，抗拉强度可达580MPa。 ★为解决粗直径钢筋的连接问题，钢筋表面轧制成不带纵向肋的精制螺纹，可用套筒直接连接。 ★ 但随着近年来高强钢丝和钢绞线的大量生产，这种预应力筋的应用已很少。 （2）中高强钢丝 中高强钢丝是采用优质碳素钢盘条，经过几次冷拔后得到。 中强钢丝的为800~1200MPa， 高强钢丝的强度为1470~1860MPa。 钢丝直径为3~9mm。 为增加与混凝土粘结强度，钢丝表面可采用‘刻痕’或‘压波’，也可制成螺旋肋。 刻痕钢丝 螺旋肋钢丝 消除应力钢丝：钢丝经冷拔后，存在有较大的内应力，一般都需要采用低温回火处理来消除内应力。消除应力钢丝的比例极限、条件屈服强度和弹性模量均比消除应力前有所提高，塑性也有所改善。 （3）钢绞线 钢绞线是用2、3、7股高强钢丝扭结而成的一种高强预应力筋，其中以7股钢绞线应用最多。7股钢绞线的公称直径为9.5~15.2 mm，通常用于无粘结预应力筋，强度可高达1860MPa。2股和3股钢绞线用途不广，仅用于某些先张法构件，以提高与混凝土的粘结强度。 无粘结预应力束 （4）热处理钢筋 用热轧中碳低合金钢经过调质热处理后制成的高强度钢筋，直径为6~10mm，抗拉强度为1470MPa。 除冷拉低合金钢筋外，其余预应力筋的应力-应变曲线均无明显屈服点，采用残余应变为0.2%的条件屈服点作为抗拉强度设计指标。 二、混凝土——预应力混凝土要求采用高强混凝土 1、预应力混凝土的要求：强度高、徐变收缩小、快速早强 ★可以施加较大的预压应力，提高预应力效率； ★有利于减小构件截面尺寸，以适用大跨度的要求； ★具有较高的弹性模量，有利于提高截面抗弯刚度