第五篇预应力混凝土结构构件 第十四章预应力混凝土结构的基本原理 第十五章预应力混凝土轴心受拉构件 第十六章预应力混凝土受弯构件
第五篇 预应力混凝土结构构件 • 第十四章 预应力混凝土结构的基本原理 • 第十五章 预应力混凝土轴心受拉构件 • 第十六章 预应力混凝土受弯构件
第十四章 14.1预应力混凝土的基本概念 142预加应力的效果 143预加应力的方法 144预应力混凝土分类 145预应力混凝土材料及锚夹具 146预应力损失 147预应力的传递和局部承压 148等效荷载 14.9预应力技术的发展
第十四章 • 14.1 预应力混凝土的基本概念 • 14.2 预加应力的效果 • 14.3 预加应力的方法 • 14.4预应力混凝土分类 • 14.5 预应力混凝土材料及锚夹具 • 14.6 预应力损失 • 14.7 预应力的传递和局部承压 • 14.8 等效荷载 • 14.9 预应力技术的发展
14.1预应力混凝土的基本概念 原理是利用预先施加的拉应力抵抗使用过 程中出现的压应力,或利用预先施加的压 应力抵抗使用过程中出现的拉应力。 混凝土的抗拉性能远好于抗压性能,其抗 拉强度仅为抗压强度的118~1/8,极限拉应 变仅为0.10×103~0.15×103 在正常使用阶段,普通钢筋混凝土梁一般 的,截面的开裂导致构件刚 度降低、变形增大,结构的耐久性降低
14.1 预应力混凝土的基本概念 • 原理是利用预先施加的拉应力抵抗使用过 程中出现的压应力，或利用预先施加的压 应力抵抗使用过程中出现的拉应力。 • 混凝土的抗拉性能远好于抗压性能，其抗 拉强度仅为抗压强度的1/18~1/8，极限拉应 变仅为0.10×10-3~0.15×10-3 。 • 在正常使用阶段，普通钢筋混凝土梁一般 是带裂缝工作的，截面的开裂导致构件刚 度降低、变形增大，结构的耐久性降低
14.1.2施加预应力的目的 ·林同炎 (1)预加应力的目的是将混凝士变成弹性材 料,“无拉应力”或“零应力”作为预应力 混凝土设计准则。 ·2.预加应力的目的是使高强钢材和混凝土 能够共同工作 ·3.预加应力的目的是
14.1.2 施加预应力的目的 • 林同炎 • (1)预加应力的目的是将混凝土变成弹性材 料 , “无拉应力”或“零应力”作为预应力 混凝土设计准则。 • 2．预加应力的目的是使高强钢材和混凝土 能够共同工作 • 3．预加应力的目的是荷载平衡
142预加应力的效果 142.1预应力混凝土与钢筋混凝土的比较 1裂缝及变形 裂缝出现迟、裂宽小,因此刚度大;同时施加预 应力会产生反拱,所以挠度很小 ·2.钢筋应力变化情况 ·开裂后的钢筋混凝土粱中的钢筋应力随外荷载的增加而增 加,内力臂的变化不大,抵抗弯矩的增大主要 而预应力筋由于已有较高的预拉应力,在使用荷 载范围内,随着外载的增加,抵抗弯矩的增大主要 的增加。预应力筋应力增长比例小,因此在使用荷载下 即使预应力梁开裂,裂宽也较小
14.2 预加应力的效果 • 14.2.1 预应力混凝土与钢筋混凝土的比较 • 1.裂缝及变形 • 裂缝出现迟、裂宽小，因此刚度大；同时施加预 应力会产生反拱，所以挠度很小 . • 2．钢筋应力变化情况 • 开裂后的钢筋混凝土梁中的钢筋应力随外荷载的增加而增 加，内力臂的变化不大，抵抗弯矩的增大主要靠钢筋应力 的增加。而预应力筋由于已有较高的预拉应力，在使用荷 载范围内，随着外载的增加，抵抗弯矩的增大主要靠内力 臂的增加。预应力筋应力增长比例小，因此在使用荷载下， 即使预应力梁开裂，裂宽也较小
3.裂缝闭合 预应力程度高的预应力梁,超载时可能开裂,但 卸载后裂缝会闭合。钢筋混凝土梁裂缝闭合程度 较差。 4.预应力被克服后 日预应力被克服,预应力混凝土和钢筋混凝 土之间就没有本质的不同,预应力混凝土梁的受 弯承载力或轴拉构件的承载力与钢筋混凝土相同, 与是否施加预应力无关
• 3．裂缝闭合 • 预应力程度高的预应力梁，超载时可能开裂，但 卸载后裂缝会闭合。钢筋混凝土梁裂缝闭合程度 较差。 • 4．预应力被克服后 • 一旦预应力被克服，预应力混凝土和钢筋混凝 土之间就没有本质的不同，预应力混凝土梁的受 弯承载力或轴拉构件的承载力与钢筋混凝土相同， 与是否施加预应力无关
1422预应力混凝土结构的优点 1.变被动设计为主动设计; ·2.在使用荷载作用下不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展,提 高结构的耐久性。 3.可以合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土,从而节省 材料,减轻结构自重。 ·4.可以提高结构或构件的刚度,使混凝土结构的应用范围进 步扩大 5.施加预应力相当于对结构或构件作了一次检验,有利于保 证质量。 ·6.由于在正常使用阶段钢筋和混凝土的应力变化幅度较小, 重复荷载下的抗疲劳性能较好 ·7.具有良好的裂缝闭合性能 8.提高抗剪性能
14.2.2 预应力混凝土结构的优点 • 1．变被动设计为主动设计; • 2．在使用荷载作用下不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展，提 高结构的耐久性。 • 3．可以合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土，从而节省 材料，减轻结构自重。 • 4．可以提高结构或构件的刚度，使混凝土结构的应用范围进 一步扩大。 • 5．施加预应力相当于对结构或构件作了一次检验，有利于保 证质量。 • 6．由于在正常使用阶段钢筋和混凝土的应力变化幅度较小， 重复荷载下的抗疲劳性能较好。 • 7．具有良好的裂缝闭合性能。 • 8．提高抗剪性能
14.3预加应力的方法 张拉预应力筋的方法又有千斤顶张拉、机 械张拉、电热法张拉、化学张拉等。 ·目前应用最普遍的是用液压千斤顶张拉预 应力筋。千斤顶张拉可分为先张法和后张 法两类
14.3 预加应力的方法 • 张拉预应力筋的方法又有千斤顶张拉、机 械张拉、电热法张拉、化学张拉等。 • 目前应用最普遍的是用液压千斤顶张拉预 应力筋。千斤顶张拉可分为先张法和后张 法两类
14.3.1先张法 ·1.在生产台座上张拉钢筋至要求的控制应力,并将其 临时锚固于台座上 2.制作混凝土构件 3.待构件混凝士达到一定的强度(《规范》规定,不 宜低于混凝土设计强度等级的75%)后,放松预应力筋。 由于预应力筋的回缩受到混凝土构件的约束,混凝土 构件受压产生预压应力。 先张法一般用于生产中小型构件,如楼板、屋面板 檩条和中小型吊车梁等
14.3.1 先张法 • 1．在生产台座上张拉钢筋至要求的控制应力，并将其 临时锚固于台座上。 • 2．制作混凝土构件。 • 3．待构件混凝土达到一定的强度(《规范》规定，不 宜低于混凝土设计强度等级的75%)后，放松预应力筋。 由于预应力筋的回缩受到混凝土构件的约束，混凝土 构件受压产生预压应力。 • 先张法一般用于生产中小型构件，如楼板、屋面板、 檩条和中小型吊车梁等
14.3.2后张法 1.制作混凝土构件(或块体),并在预应力筋位 置处预留孔道 待混凝士达到一定强度(《规范》规定,不 宜低于混凝土设计强度等级的75%)后,穿预应 力筋,然后直接在构件上张拉预应力筋,同时 混凝土受压。 3.当预应力筋张拉至要求的控制应力值时,在 张拉端用锚具将其锚固,使构件的混凝土维持 受压状态
14.3.2 后张法 • 1．制作混凝土构件(或块体)，并在预应力筋位 置处预留孔道。 • 2．待混凝土达到一定强度(《规范》规定，不 宜低于混凝土设计强度等级的75%)后，穿预应 力筋，然后直接在构件上张拉预应力筋，同时 混凝土受压。 • 3．当预应力筋张拉至要求的控制应力值时，在 张拉端用锚具将其锚固，使构件的混凝土维持 受压状态