大学课程《水利水电工程基础》PPT课件：第7章 预应力混凝土构件.pptxVIP

7.1预应力混凝土的基本概念

7.2施加预应力的方法

7.3预应力混凝土的材料和张拉机具

7.4预应力钢筋张拉控制应力及预应力损失

7.5预应力混凝土结构的构造要求;7.1预应力混凝土的基本概念;1.预应力混凝土

就是在砼构件承受使用荷载前的制作阶段，预先对使用阶段的受拉区施加压应力，以抵消荷载作用引起的拉力，减小或延缓裂缝的开展。

;简支梁荷载挠度曲线;3.预应力混凝土特点

（1）抗裂性和耐久性好。对砼构件施加预应力可以避免和限制裂缝的开展。

（2）刚度大，减少构件的变形。避免和限制裂缝的开展，提高了构件的刚度，反拱可以减小挠度。

（3）节约材料，减轻自重。节约钢材30%~50%，节约砼20%~40%，减轻自重30%左右。

;7.2施加预应力的方法;2.后张法

后张法是指先浇筑砼构件并预留好孔道，待砼强度达到设计强度的75%后在孔道内穿入钢筋，然后直接在构件上张拉钢筋，最后用锚具在构件两端将钢筋锚固，从而对构件施加预应力。;后张法优点：不需要台座，构件既可在工厂也可在现场制作；缺点：后张法构件只能单一逐个地施加预应力，工序多，操作也麻烦，且需设永久性锚具，成本高。一般用于运输不便的大、中型构件。;7.3预应力混凝土结构的材料;1.预应力钢筋（丝）

应满足下列要求：

（1）强度高。预应力损失问题、预应力钢筋作用问题。

（2）具有一定的塑性和良好的加工性能。

（3）与混凝土之间有较好的粘结强度。特别是先张法构件。当采用光面高强钢丝时，表面应经“刻痕”等措施处理后方能使用。;;;2.锚具

用于后张法构件，永久固定在构件。;;一、张拉控制应力σcon;表10.1张拉控制应力允许值［σcon］;二、预应力损失;表10.2锚具变形和钢筋内缩值a(mm);当为曲线型预应力钢筋时，因钢筋回缩受到曲线型孔道反向摩擦力的影响，σl1要降低,而且构件各截面所产生的损失值不尽相同，离张拉端越远，其值越小。至离张拉端某一距离lf，预应力损失σl1降为零，此距离为反向摩擦影响长度。;减小σl1措施：

⑴选择变形小或预应力钢筋滑移小的锚具，减小

垫块数量。

⑵对先张法选择长的台座。;表10.3摩擦系数;(2)预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失σl2;预应力钢筋的应力损失σl2;减少该项损失，可采取以下措施：;;降温时，预应力钢筋与砼已黏结成整体，二者能够同步回缩，放松钢筋时因温度上升钢筋伸长的部分已不能回缩，因而产生了温差损失。

设预应力钢筋与台座之间的温差为Δt，钢筋的线膨胀系数α=1.0×10-5/℃，弹性模量Es=2.0×105N/mm2，于是预应力损失σl3为：

σl3=Esεs=EsαΔt=2×105×1.0×10-5Δt=2Δt;减少此项损失的措施有：;1）碳素钢丝、可痕钢丝、钢绞线。

普通松弛：

低松弛：当σcon≤0.7fptk时

;2)热处理钢筋：

一次张拉σl4=0.05σcon

超张拉σl4=0.035σcon;规范规定：σl5按下列公式计算。（先、后张法)

（1）先张法构件;式中σpc,σpc′——分别为完成第一批预应力损失后受拉区、受压区预应力钢筋合力点处混凝土法向压应力；

fcu′——施加预应力时混凝土的实际立方体抗压强度。一般fcu′不等于构件混凝土的立方体强度fcu，但要求fcu≥0.75fcu′；

ρ，ρ′——受拉区、受压区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋率。

特别注意：规范规定，对于对称配置预应力钢筋和非预应力钢筋的构件，配筋率ρ，ρ′应按钢筋总截面面积的一半计算。;先张法构件;以上公式适用于一般相对湿度环境，高湿度环境下，σl5，σl5′应降低，反之则增加。;（6）用螺旋式预应力钢筋挤压混凝土引起的预应力损失σl6

仅后张法有这项损失。当D≤3m，σl6=30MPa，当D＞3m，不考虑该项损失。此处D为环形构件的直径。;各阶段预应力损失值的组合表;7.5预应力混凝土结构的构造要求;7.5.2构件端部的构造钢筋;（4）对预应力钢筋在构件端部全部弯起的受弯构件或直线配筋的先张法构件，当构件端部与下部支承结构焊接时，应考虑混凝土收缩、徐变及温度变化所产生的不利影响，宜在构件端部可能产生裂缝的部位设置足够的非预应力纵向构造钢筋。;端部凹进处构造配筋;7.5.3先张法构件的构造要求;