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模块十预应力混凝土结构构件Page?*Page?*工程力学与结构模块十预应力混凝土结构构件12知识CONTENTS目标掌握先张法和后张法预应力损失值的计算；掌握预应力混凝土轴心受拉构件的计算和预应力损失值的计算。1目标能力能够掌握计算预应力混凝土轴心受拉构件承载力和和损失值的计算。在实际中能够进行预应力混凝土轴心受拉构件的计算。2模块十预应力混凝土结构构件模块十预应力混凝土结构构件一、预应力混凝土的概念和特点（一）预应力混凝土的概念预应力混凝土结构是指在结构构件受外荷载作用之前，通过张拉钢筋，利用钢筋的回弹，人为地对受拉区的混凝土施加压力，由此产生的预压应力用以减小或抵消由外荷载作用下所产生的混凝土拉应力，使结构构件的拉应力减小，甚至处于受压状态，从而延缓或预防混凝土构件开裂。预应力混凝土结构的缺点:（1)工艺较复杂，施工质量要求高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。（2)需要专门施工设备。如张拉机具、灌浆设备等。（3)预应力引起的反拱不易控制。它将随混凝土徐变增加而加大。可能影响结构使用效果。如桥梁反拱过大，将影响行车舒适性。（4)预应力混凝土结构的开工费用较大。对于跨径小、构件数压少的工程，成本较高。模块十预应力混凝土结构构件（二）预应力混凝土构件对材料的要求（1）预应力混凝土结构中的钢筋包括预应力钢筋和非预应力钢筋。非预应力钢筋宜采用HRB335级和HRB400级钢筋，也可采用HPB235级和RRB400级钢筋。预应力钢筋必须具有很高的强度，《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）规定，预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝及热处理钢筋。此外，预应力钢筋还应具有一定的塑性和良好的可焊性，用于先张法构件时与混凝土还应有足够的黏结力。（2）预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；当采用钢绞线、钢丝、热处筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。当采用山砂混凝土及高炉矿渣混凝土，尚应符合专门标准的规定。模块十预应力混凝土结构构件二、施加预应力的方法（一）先张法在浇筑混凝土之前张拉预应力钢筋的方法称为先张法，其生产工艺如图10-1所示。先张法的主要优点是构件配筋简单，不需锚具，省去预留孔道、拼接、焊接、灌浆等工序，一次可制成多个构件，生产效率高，可实行工厂化、机械化，便于流水作业。先张法的主要缺点是占地面积大、投资高、生产操作较复杂、大型构件运输不便，灵活性也较差。先张法适用于预制厂或现场集中成批生产各种中小型预应力混凝土构件，如吊车梁、屋架、过梁、基础梁、檩条、屋面板、槽形板、多孔板等，特别适于生产冷拔低碳钢丝混凝土构件。模块十预应力混凝土结构构件模块十预应力混凝土结构构件（二）后张法在结硬后的混凝土构件上张拉钢筋的方法称为后张法，其生产工艺如图10-2所示。后张法的特点是：直接在构件上张拉预应力筋，构件在张拉预应力筋过程中，完成混凝土的弹性压缩。因此，混凝土的弹性压缩，不直接影响预应力筋有效预应力值的建立。但后张法预应力传递主要依靠预应力两端的锚具，后张法中锚具加工要求的精度高、耗钢量大、成本较贵。后张法适宜于在现场预制大型构件，运输条件许可的情况下也可以在工厂预制。模块十预应力混凝土结构构件（三）预应力施加方法的基本工作程序1.先张法第一步：在台座(或钢模)上用张拉机具张拉预应力钢筋至控制应力，并用夹具临时固定，示意图如图10-3所示。模块十预应力混凝土结构构件第二步：支模并浇筑混凝土，养护(一般为蒸汽养护)至其强度不低于设计值的75%时，切断预应力钢筋，示意图如图10-4所示。模块十预应力混凝土结构构件三、预应力的计算分析根据钢筋张拉与混凝土浇筑的先后次序不同，预应力筋张拉的方法可分为先张法和后张法。（一）钢筋应力无论先、后张法，非预应力钢筋任何相应时刻的应力公式形式均相同，这是由于两种方法中，非预应力钢筋与混凝土协调变形的起点均是混凝土应力为零。预应力钢筋应力公式中，后张法比先张法的相应时刻应力多，这是因为后张法构件在张拉预应力钢筋过程中，混凝土的弹性压缩所引起的预应力钢筋应力变化已被融入测力仪表读数内，因而两种方法中，预应力钢筋与混凝土协调变形的起点不同。模块十预应力混凝土结构构件模块十预应力混凝土结构构件混凝土截面面积Ac与非预应力钢筋换算成的具有同样变形性能的混凝土面积之和。而构件的换算截面面积A0，是将预应力钢筋和非预应力钢筋都换算成具有同样变形性能的混凝土面积后与混凝土截面面积之和。模块十预应力混凝土结构构件模块