第六章 预应力混凝土构件简介 本章主要内容 1.预应力混凝土原理； 2.预应力混凝土分类；施加预应力方法： 3.预应力混凝土材料；张拉控制应力； 4.预应力损失： 5.预应力混凝土构件的一般构造要求。 建筑结构教研室
1. 预应力混凝土原理； 2. 预应力混凝土分类；施加预应力方法； 3. 预应力混凝土材料；张拉控制应力； 4. 预应力损失； 5. 预应力混凝土构件的一般构造要求。 第六章 预应力混凝土构件简介 本章主要内容
第一讲 圈教学目标： 了解预应力混凝土、先张法、后张法的概念； 建筑结构教研室
了解预应力混凝土、先张法、后张法的概念； 第 一 讲 教学目标：
重点 预应力混凝土、先张法、后张法的概念。 难点 预应力混凝的概念。 建筑结构教研室
预应力混凝土、先张法、后张法的概念。 预应力混凝的概念。 重 点 难 点
$6.1预应力混凝土的基本概念 6.1.1预应力混凝土的基本原理 1.为什么使用预应力混凝士 由于混凝土的抗拉性能很差，使钢筋混凝土存在两个 无法解决的问题：一是在使用荷载作用下，钢筋混凝土受 拉、受弯等构件通常是带裂缝工作的。二是从保证结构耐 久性出发，必须限制裂缝宽度。为了要满足变形和裂缝控 制的要求，则需增大构件的截面尺寸和用钢量，这将导致 自重过大，使钢筋混凝土结构用于大跨度或承受动力荷载 的结构成为不可能或很不经济。 建筑结构嫩研室
6.1.1预应力混凝土的基本原理 1.为什么使用预应力混凝土 由于混凝土的抗拉性能很差，使钢筋混凝土存在两个 无法解决的问题：一是在使用荷载作用下，钢筋混凝土受 拉、受弯等构件通常是带裂缝工作的。二是从保证结构耐 久性出发，必须限制裂缝宽度。为了要满足变形和裂缝控 制的要求，则需增大构件的截面尺寸和用钢量，这将导致 自重过大，使钢筋混凝土结构用于大跨度或承受动力荷载 的结构成为不可能或很不经济。 §6.1 预应力混凝土的基本概念
理论上讲，提高材料强度可以提高构件的承载力，从 而达到节省材料和减轻构件自重的目的。但在普通钢筋混 凝土构件中，提高钢筋强度却难以收到预期的效果。这是 因为，对配置高强度钢筋的钢筋混凝土构件而言，承载力 可能已不是控制条件，起控制作用的因素可能是裂缝宽度 或构件的挠度。当钢筋应力达到500-1000N/mm时，裂缝 宽度将很大，无法满足使用要求。因而，钢筋混凝土结构 中采用高强度钢筋是不能充分发挥其作用的。而提高混凝 土强度等级对提高构件的抗裂性能和控制裂缝宽度的作用 也极其有限。 建筑结构教研室
理论上讲，提高材料强度可以提高构件的承载力，从 而达到节省材料和减轻构件自重的目的。但在普通钢筋混 凝土构件中，提高钢筋强度却难以收到预期的效果。这是 因为，对配置高强度钢筋的钢筋混凝土构件而言，承载力 可能已不是控制条件，起控制作用的因素可能是裂缝宽度 或构件的挠度。当钢筋应力达到500~1000N/mm2时，裂缝 宽度将很大，无法满足使用要求。因而，钢筋混凝土结构 中采用高强度钢筋是不能充分发挥其作用的。而提高混凝 土强度等级对提高构件的抗裂性能和控制裂缝宽度的作用 也极其有限
混凝土抗拉强度及极限拉应变值都很低。其抗拉强 度只有抗压强度的1/10~1/18，极限拉应变仅为0.0001~ 0.00015,即每米只能拉长0.10.15mm,超过后就会出现 裂缝。而钢筋达到屈服强度时的应变却要大得多，约为 0.0005~0.0015,如HPB235级钢筋就达1×103。对使用 上不允许开裂的构件，受拉钢筋的应力只能用到 20~30N/mm2,不能充分利用其强度。对于允许开裂的构 件，当受拉钢筋应力达到250N/mm2时，裂缝宽度已达 0.20.3mm.o 建筑结构教研室
混凝土抗拉强度及极限拉应变值都很低。其抗拉强 度只有抗压强度的1/10～1/18，极限拉应变仅为0.0001～ 0.00015，即每米只能拉长0.1~0.15mm，超过后就会出现 裂缝。而钢筋达到屈服强度时的应变却要大得多，约为 0.0005～0.0015，如HPB235级钢筋就达1×10-3 。对使用 上 不 允 许 开 裂 的 构 件 ， 受 拉 钢 筋 的 应 力 只 能 用 到 20~30N/mm2 ，不能充分利用其强度。对于允许开裂的构 件，当受拉钢筋应力达到250N/mm2时，裂缝宽度已达 0.2~0.3mm
2.预应力混凝土的基本原理 为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高 强度钢筋及高强度混凝土，可以设法在结构构件承受使用 荷载前，预先对受拉区的混凝土施加压力，使它产生预压 应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结 构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态，以 推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能 和刚度。 建筑结构嫩研室
2. 预应力混凝土的基本原理 为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高 强度钢筋及高强度混凝土，可以设法在结构构件承受使用 荷载前，预先对受拉区的混凝土施加压力，使它产生预压 应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结 构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态，以 推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能 和刚度
预应力混凝土的基本原理可用图6.1.1说明。 HHH ⊙ a (b) 9 出 (c) 图6.1.1预应力混凝土简支梁的原理 (a)预应力作用；(b)使用荷载作用；(c)预应力和使用荷载共同作用 建筑结构教研室
预应力混凝土的基本原理可用图 6.1.1说明
6.1.2预应力混凝土的分类 1.根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度 的不同分类 (1)全预应力混凝土 在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应 力的构件。属严格要求不出现裂缝的构件。 (2)部份预应力混凝土 允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许值的构 件。属允许出现裂缝的构件。 建筑结构教研室
6.1.2 预应力混凝土的分类 1.根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度 的不同分类 （1）全预应力混凝土 在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应 力的构件。属严格要求不出现裂缝的构件。 （2）部份预应力混凝土 允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许值的构 件。属允许出现裂缝的构件
无粘结预应力钢筋是将预应力钢筋的外表面涂以沥清、 油脂或其他润滑防锈材料，以减小摩擦力并防锈蚀，并用 塑料套管或以纸带、塑料带包裹，以防止施工中碰坏涂层， 并使之与周围混凝土隔离，而在张拉时可言纵向发生相对 滑移的后张预应力钢筋。 特点：不需要预留孔道，也不必灌浆，施工简便、 快速，造价较低，易于推广应用。 建筑结构教研室
无粘结预应力钢筋是将预应力钢筋的外表面涂以沥清、 油脂或其他润滑防锈材料，以减小摩擦力并防锈蚀，并用 塑料套管或以纸带、塑料带包裹，以防止施工中碰坏涂层， 并使之与周围混凝土隔离，而在张拉时可言纵向发生相对 滑移的后张预应力钢筋。 特点：不需要预留孔道，也不必灌浆，施工简便、 快速，造价较低，易于推广应用