预应力混凝土结构PPT文档.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,LOGO,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,钢筋混凝土,1,第,6,章 预应力混凝土构件,6.1,预应力混凝土的基本概念,1,6.2,预应力混凝土构件设计的一般规定,2,6.3,预应力混凝土轴心受拉构件,3,6.4,预应力混凝土构件的构造要求,4,2,6.1.1,预应力混凝土的基本原理,预应力混凝土的提出：,a,.,抗裂性能差。,钢筋应力,s,=20,30,N,/,mm,2,6.1,预应力混凝土的基本概念,b,.,难以利用高强度钢筋。,普通钢筋混凝土结构的缺点：,混凝土不开裂,钢筋应力,s,=250,N,/,mm,2,裂缝宽度为,0.2,0.3mm,在使用荷载下带裂缝工作,，,影响耐久，功能！刚度！疲劳性！,若不裂，加大截面面积,，,增加自重,，不经济。,3,在结构构件受外荷载作用之前，预先在构件的受拉区施加压力，使它产生,预压应力，来减小或抵消外荷载所引起的混凝土拉应力，延缓裂缝的出现，,预应力混凝土的基本原理,叠加原理,4,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。,预应力混凝土构件,：在构件未受力之前，在拟受拉区施加压应力，使构件在使用荷载下产生的拉应力很大部分被预压应力抵消。由此达到改善普通混凝土缺点的目的。,预应力混凝土的概念,预,应,力,5,日常生活中有许多应用预应力的例子。,传统木器中的木桶、木盆都是利用桶箍将一块块的壁板箍成一个整体。没有桶箍，壁板很容易散开（相当于混,凝土的抗拉强度很低）；桶箍把壁板箍紧（相当于给混凝土施加预应力），就使得壁板之间不容易分离。,6,1,）大跨度结构：大跨度桥梁、体育馆、车间和飞机库等大跨度的建筑屋盖、高层建筑结构的转换层等。,2,）对抗裂有特殊要求的结构：压力容器、应力管道、水工或海洋建筑，还有冶金、化工厂的车间。构筑物 等。,3,）某些高耸建筑结构：水塔、烟囱、电视塔等。,4,）某些大量制造的预制构件：预应力空心板、预应力预制桩等。,现代预应力结构的应用,7,6.1.2,预应力混凝土的特点,优点,：,（,1,）抗裂性好。,增大了构件的刚度。相同,条件，,f,预,f,普,，耐久性好，耐疲劳，提高抗剪承载力。,（,3,）,充分利用高强度材料的性能。,（,4,）提高构件的抗剪能力。,缺点：,成本高，材料质量要求高。工序复杂，技术水平要求高。,（,2,）节省材料，减轻构件自重。,（,5,）提高构件的抗疲劳性能。,8,预应力混凝土的分类,9,按照,张拉钢筋,与,浇捣混凝土,的先后次序分为：,1.,先张法,6.1.3,施加预应力的方法,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,10,2.,后张法,浇混凝土，预留孔道,达到强度，穿筋,张拉钢筋，锚固,孔道灌浆,11,先张法、后张法的比较,适用范围,先张法：,在工厂大批制作中小型构件,(,钢丝或,d16mm,钢筋配筋,),。,后张法：,在施工现场制作大型构件,(,以粗钢筋或钢绞线配筋,),。,优缺点,先张法：,工艺简单，无需永久性锚具，可批量生产,;,需要台座。,后张法：,无需台座，需永久性锚具，成本高，预应力更可靠。,预应力的传递,先张法：,通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力。,后张法：,依靠其两端锚具锚住预应力钢筋并传递预应力。,12,预应力混凝土构件的锚、夹具,锚具是,后张法,中为保持预应力筋的拉力并将其传递到混凝土上的永久性锚固装置。,是,先张法,中为保持预应力筋的拉力并将其固定在台座上的临时性锚固装置；或后张法中夹持预应力筋的临时性锚固装置。,锚具的定义,夹具,锚、夹具：用于固定钢筋,作用：构件制作完后，能取下重复使用,作用：用于永久固定钢筋、作为构件的一部分,13,锚具的分类,锚具类型,支承式,锥塞式,握裹式,螺母锚具,镦头锚具,JM,型,BM,型,OVM,型,QM,型,XM,型,挤压锚具,压花锚具,夹具类型,钢丝夹具,钢筋夹具,锲形,圆锥齿板式,钢筋镦头,螺母锚具,销片式夹具,圆锥槽式,夹具的分类,14,15,16,锚具和夹具图例,QM,型锚具,灌浆孔,锚垫板,锚板,预留孔道用的螺旋管,螺旋筋,17,用于粗钢筋，由螺杆、螺帽、垫板组成，螺杆焊于预应力钢筋的端部。,2.,螺杆螺帽型,18,19,6.2,预应力混凝土构件设计的一般规定,6.2.1,预应力混凝土材料,1.,预应力钢筋,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。,（）有较好的塑性（,plasticity,）和可焊性（,wdldability,）,与混凝土有足够的粘结强度：通常采用“刻痕”或“压波”方法来提高与混凝土粘结强度。,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。,（,3,）具有良好的加工性能。,（）强度高。,以满足对钢筋焊接、镦粗的加工要求。,（,4,）与混凝土的粘着力强。,20,钢丝直径为,39mm,。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。,（,1,）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。,中强钢丝的强度为,8001200MPa,，,高强钢丝的强度为,14701860MPa,。,预应力钢绞线,刻痕钢丝,光面螺旋肋,21,（,2,）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,9.515.2 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。,22,（,3,）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,610mm,，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。,23,（4）冷拉低合金钢筋,通常将,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,。,24,（快硬、早强；,2.,混凝土,我国预应力混凝土结构采用的混凝土等级为,C40,、,C50,和,C60,。,在先张法中，混凝标号不应低于,40,号,。当采用碳素钢丝、钢铰线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土标号不应低于,C40,。,（）强度高,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，减少预压时的弹性回缩；,一般预应力混凝土构件的混凝土强度等级不低于,C30,，当采用高强钢丝时不低于,C40,。,（）收缩和徐变小,可较早施加预应力，加快施工速度，提高台座、夹具的周转率，降低间接费用,25,6.2.2,张拉控制应力,con,：指张拉预应力钢筋时，钢筋所控制达到的最大应力值。,个别钢筋可能被拉断；,施工阶段，构件的预拉区可能开裂；,后张法构件端部混凝土产生局部受压破坏；,降低构件延性，,使开裂荷载与破坏荷载相近，可能产生脆性破坏；,增大预应力钢筋的松弛损失；,con,过大时可能出现的问题,con,大的好处,提高预应力钢筋的利用率，减少用钢量,对混凝土施加的预压应力高，抗裂性能好,A,预应力筋面积,N,张拉设备上的测力计所指示的总张拉力,26,张拉控制应力限值,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,0.05,f,ptk,。,张拉控制应力,与所采用的钢筋种类和张拉方式有关。,先张，后张,27,6.2.3,预应力损失,预应力筋按张拉后，由于各种原因会下降到一定的程度，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组合。,con,l,=,P,有效预应力。,预应力损失,1,、张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失,2,、预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失,3,、混凝土加热养护时，受张拉钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的预应力损失,4,、预应力钢筋的应力松弛引起的预应力损失,5,、混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失,6,、,环形构件采,用螺旋式预应力钢筋，由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失,预应力损失的种类,28,为了减小摩擦阻力损失，一般可采用如下措施：,一端张拉,两端张拉,超张拉,（,1,）采用两端同时张拉；,（,2,）进行超张拉。,一般采用的超张拉程序是,0,停,2,分钟,停,2,分钟,预应力钢筋的张拉应力值超过规范规定的控制应力值。,EHD,DHGF,CGHD,预应力均匀些，损失小,29,4.,预应力钢筋的应力松弛引起的损失,l4,指钢筋在高应力作用下，由于预应力钢筋的塑性变形，在钢筋长,度保持不变的条件下，钢筋的应力随时间的增长而降低的现象,。,*与钢种有关。软钢小而硬钢大，,*与时间有关，先快后慢。一天完成,80%,，一小时为,50%,。,应力松弛现象：,钢筋长度不变，应力随时间增长而降低。,应力松弛的特点,30,*,减少预应力损失的措施：,针对引起不同预应力损失的原因，寻找措施,l,1,：小变形夹具，减少垫板，增加台座长度。,l,2,：减少摩擦，两端张拉。,l,3,：采用二次升温养护：,t,020,使砼达到一定强度，再升温。,l,4,：超张拉，减少,l,4,，让,l,4,先部分完成。,l,5,：控制,pc,(,完成第一批损失后的砼预应力,),，,pc,0.5,f,cu,，,f,cu,不太小，减小收缩徐变的一些措施。,31,