11预应力-.ppt
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1、第6章 预应力混凝土构件基本知识 1 1、普通混凝土抗裂性很差普通混凝土抗裂性很差 混凝土的极限拉应变很低,只有混凝土的极限拉应变很低,只有0.00010.00010.00150.0015,这时钢筋,这时钢筋应力仅应力仅202030N/mm30N/mm2 2,另外提高混凝土的强度也不明显另外提高混凝土的强度也不明显2 2、高强材料得不到充分应用高强材料得不到充分应用 裂缝宽度一般应限制在裂缝宽度一般应限制在0.20.20.3mm0.3mm以内,受拉钢筋应力最以内,受拉钢筋应力最高也只能达到高也只能达到150150250N/mm250N/mm2 23 3、结构自重大使用性能不好结构自重大使用性能
2、不好 普通混凝土结构不能适应现代化建设大跨度和大空间的需普通混凝土结构不能适应现代化建设大跨度和大空间的需要,因为无法采用高强度的材料,势必导致要,因为无法采用高强度的材料,势必导致截面尺寸过大和截面尺寸过大和自重过大。自重过大。一、普通混凝土构件存在问题一、普通混凝土构件存在问题2二、预应力混凝土的产生二、预应力混凝土的产生基本原理基本原理1 1、C20C20普通钢筋混凝土简支梁,在荷载作用下,在梁跨中下边普通钢筋混凝土简支梁,在荷载作用下,在梁跨中下边缘产生缘产生10N/mm10N/mm2 2的拉应力,混凝土梁早已开裂,且裂缝已有的拉应力,混凝土梁早已开裂,且裂缝已有相当的开展。相当的开展
3、。三、预应力基本原理及特点分析三、预应力基本原理及特点分析42 2、在预压力作用下,截面下边缘、在预压力作用下,截面下边缘(预压区)跨中产生压应力预压区)跨中产生压应力1 1=10N/mm210N/mm2,形成反拱,形成反拱f f 1 1 11预压区预加应力单独作用下受力预加应力单独作用下受力预拉区f123 3、在外荷载作用下,截面下边缘产生拉应、在外荷载作用下,截面下边缘产生拉应力力2 2=9N/mm29N/mm2,其挠度为,其挠度为f f 2 2 f2荷载单独作用下受力荷载单独作用下受力受压区砼受拉区钢筋 1 1、定义、定义:所谓预应力砼构件就是在构件受荷之前所谓预应力砼构件就是在构件受荷
4、之前(制作阶段制作阶段),人为给拉区砼施加),人为给拉区砼施加预压应力预压应力,受荷之后(,受荷之后(使使用阶段用阶段)首先要抵消拉区砼的)首先要抵消拉区砼的预压应力预压应力,若再加荷拉区砼开,若再加荷拉区砼开裂,直至破坏为止。裂,直至破坏为止。2 2、常见预应力钢筋砼构件有:、常见预应力钢筋砼构件有:预应力钢筋砼预应力钢筋砼轴拉构件轴拉构件、预应力钢筋砼预应力钢筋砼受弯构件受弯构件、预应力混凝土大、预应力混凝土大偏心受压构件、偏偏心受压构件、偏心受拉构心受拉构件,预应力混凝土件,预应力混凝土预制桩等预制桩等得到广泛的应用。得到广泛的应用。预应力的基本概念预应力的基本概念3 3、预应力混凝土与
5、钢筋混凝土的比较:、预应力混凝土与钢筋混凝土的比较:预应力混凝土结构中,预应力混凝土结构中,混凝土的强度等级要高,钢筋的强混凝土的强度等级要高,钢筋的强 度也要高。度也要高。预应力程度较高预应力混凝土结构,预应力程度较高预应力混凝土结构,性能如同均质弹性材料。性能如同均质弹性材料。而普通钢筋混凝土在使用荷载作用下的性能是非线性的。而普通钢筋混凝土在使用荷载作用下的性能是非线性的。预应力混凝土结构预应力混凝土结构刚度大,挠度小,裂缝宽度小刚度大,挠度小,裂缝宽度小。一旦预应力被克服后,预应力混凝土和普通混凝土结构就没有本一旦预应力被克服后,预应力混凝土和普通混凝土结构就没有本质上的不同,因而质上
6、的不同,因而正截面承载力是一样正截面承载力是一样的;的;预应力混凝土梁的斜截面抗剪强度高预应力混凝土梁的斜截面抗剪强度高于普通混凝土,因而预应力于普通混凝土,因而预应力混凝土梁的腹板可做得较薄,大大减轻了自重。混凝土梁的腹板可做得较薄,大大减轻了自重。84 4、预应力混凝土的特点、预应力混凝土的特点 优点:优点:裂缝宽度小、刚度大、挠度小、结构的耐久性好。裂缝宽度小、刚度大、挠度小、结构的耐久性好。抗裂性高,可建造水工建筑、储水结构、抗渗结构。抗裂性高,可建造水工建筑、储水结构、抗渗结构。充分利用高强材料,节约了钢材、减轻了自重,特别在大跨度的结构中充分利用高强材料,节约了钢材、减轻了自重,特
7、别在大跨度的结构中更为经济。更为经济。提高构件的抗剪性能。试验表明,纵向预应力钢筋起着锚栓的作用,阻提高构件的抗剪性能。试验表明,纵向预应力钢筋起着锚栓的作用,阻碍着构件斜裂缝的出现与开展碍着构件斜裂缝的出现与开展.提高构件的抗疲劳性能。在预应力结构中,由于钢筋事先张拉,在往复提高构件的抗疲劳性能。在预应力结构中,由于钢筋事先张拉,在往复移动荷载的作用下,钢筋应力变化幅度不大移动荷载的作用下,钢筋应力变化幅度不大10%10%以下,不会引起钢筋疲劳。以下,不会引起钢筋疲劳。提高受压构件的稳定承载力。提高受压构件的稳定承载力。对于长细比较大的受压构件,对于长细比较大的受压构件,由于预应力钢筋张拉的
8、很紧,不但预应力钢筋本身不会压弯,由于预应力钢筋张拉的很紧,不但预应力钢筋本身不会压弯,而且可帮助周围混凝土提高抗弯的能力。而且可帮助周围混凝土提高抗弯的能力。缺点:缺点:工艺较复杂,对质量要求高,因而需要配备工艺较复杂,对质量要求高,因而需要配备 一支技术较熟一支技术较熟练的专业队伍。练的专业队伍。需要有一定的专门设备,如张拉机具、灌浆设备等。需要有一定的专门设备,如张拉机具、灌浆设备等。预应力混凝土结构的开工费用较大,对构件数量少的工程预应力混凝土结构的开工费用较大,对构件数量少的工程成本较高。成本较高。5 5、应用范围应用范围:在建筑中可用于建造大型屋面板、屋面梁、承重桁架、吊在建筑中可
9、用于建造大型屋面板、屋面梁、承重桁架、吊车梁,建造薄壁空间结构,多层框架和单层大跨度建筑,也可车梁,建造薄壁空间结构,多层框架和单层大跨度建筑,也可建造墙板、柱子等。建造墙板、柱子等。桥梁中建造了预应力桥梁中建造了预应力箱形截面简支梁跨度箱形截面简支梁跨度达达240m240m,斜拉预,斜拉预应力混凝土桥跨度可达应力混凝土桥跨度可达400m400m。特种结构方面特种结构方面可建造预应力混凝土电视塔,石油开采平台、可建造预应力混凝土电视塔,石油开采平台、预应力混凝土囤船、预应力压力容器等。预应力混凝土囤船、预应力压力容器等。预加应力的方法预加应力的方法 1 1、根据预应力筋张拉时间的先后,习惯上把
10、预加应力方法根据预应力筋张拉时间的先后,习惯上把预加应力方法分为分为先张法、后张法和同张法先张法、后张法和同张法。2 2、先、后张法比较:、先、后张法比较:5/6/2024先张法先张法1.施工工序:施工工序:a.固定支座,固定支座,放预应力钢筋放预应力钢筋 b.用千斤顶拉用千斤顶拉钢筋,用夹具钢筋,用夹具讲预应力筋固讲预应力筋固定。定。c.浇筑混凝土,浇筑混凝土,养护,缩短施养护,缩短施工工期工工期 d.混凝土打到混凝土打到一定强度,切一定强度,切断钢筋或放松断钢筋或放松钢筋,通过钢钢筋,通过钢筋与混凝土间筋与混凝土间的粘结力的粘结力5/6/2024 优点:优点:张拉工序简单张拉工序简单 不需
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