南昌大学预应力混凝土复习资料.doc

1. 为了保证结构的耐久性，常需要将裂缝宽度限制在（0.20.25)mm以内2. 钢混结构常有的两个问题：需要带裂缝工作，无法充分利用高墙材料3. 预应力混凝土概念：事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布能将使用荷载 产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土4. 配筋混凝土结构分类：全预应力混凝土、部分预应力混凝土、钢筋混凝土 预应力度： 全预应力：在作用短期效应组合下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力，即 =1 部分预应力：在作用短期效应组合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的 裂缝0 1（A类：对拉应力加以限制；B类：拉应力超过限制或裂缝宽度不超过限值 钢筋混凝土：不预加应力的混凝土构件=05. 预应力混凝土结构优缺点： 优点：提高了构件的抗裂度和刚度：可以节省材料、减轻自重;可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力；结构质量安全可靠;预应力可以作为结构连接的手段，镀金了桥梁结构新体系与施工方法的发展 缺点：工艺较复杂，对施工质量要求较高，需要配置一支技术较熟练的专业队伍；需要专门的设备；预 应力上拱度不易控制；预应力混凝土的开工费用较大，对于跨径小构件数量少的工程成本较高1.预加应力的主要方法先张法：在台座上张拉预应力筋后浇筑混凝土并通过粘结力传递而建立预应力的混凝土构件 一般可用高强钢丝和钢绞线 不设永久锚具，通过粘结力有较好的自锚性能 工序简单，临时固定所用锚具可以重复使用，大批量张拉比较经济，质量也比较稳定 适用于直线配筋的中小型构件后张法：先浇筑构件混凝土，带混凝土结硬后，在张拉预应力筋并锚固的方法 通过工作锚具传递和保持预应力2. 对锚具要求：受力安全可靠；预应力损失要小；构件简单、紧凑；制作方便；用钢量少；张拉锚固方便 迅速；设备简单3. 锚具分类：依靠摩阻力、粘结力、承压锚固的锚具1.混凝土要求：强度等级不低于C40。而且钢材强度越高混凝土强度等级也相应要求越高 不仅要求高强度，还要求能快硬、早强、以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高设备、模板的利 用率2.混凝土徐变主要因素：荷载应力，持续时间、混凝土的品质、加载龄期、构件尺寸和工作环境 当混凝土所承受的持续应力c0.6fck，则徐变应变值不再与c成正比例关系3.混凝土的配置要求及措施：严格控制水灰比并宜在0.250.35范围之间；注意选用高标号水泥并宜控制水泥用量不大于500Kg/m3；注意选用优质活性掺合料；加强振捣和养护4.预应力钢筋的要求：强度要高；有较好的塑性；要具有良好的与混凝土粘性性能；应力松弛损失要低5.预应力钢筋种类；钢绞线、消除预应力筋、精轧螺纹钢筋预应力混凝土三种概念：预加应力目的是将混凝土变成弹性材料； 是使高强度钢筋和混凝土能够共同工作 是实现荷载平衡 1.预应力混凝土受弯构件三个阶段：施工阶段；使用阶段，破坏阶段施工阶段：预加应力阶段和运输安装阶段 预加应力阶段设计要求：受弯构件控制界面上下边缘混凝土的最大拉应力和压应力都不应超出公路桥规规定值；控制预应力筋的最大张拉应力；保证锚固区混凝土局部承压承载力大于实际承受的并有足够的安全度，且保证梁体不出现水平纵向裂缝 运输安装阶段：有预应力损失；一期恒载需计入1.20或0.85的动力系数使用阶段：1.加载至受拉边缘混凝土预压应力为零 2.加载至受拉区裂缝即将出现 3.带裂缝工作破坏阶段：破坏时截面的应力状态与钢筋混凝土受弯构件相似，计算方法也相同 在正常配筋的范围内，预应力混凝土梁的破坏弯矩主要与构件的组成材料受力性能有关，其 破坏弯矩与同条件钢筋混凝土梁的破坏弯矩几乎相同 1.钢筋预应力损失的估计 （1）：预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失后张法 摩擦损失主要有管道的弯曲（损失较大）和管道位置偏差（较小）引起的. 措施：采用两端张拉，以减小值及管道长度x值 ； 采用超张拉 （2)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 锚具受到巨大的压力并使锚具自身及锚下垫板压密而变形；有些锚具的预应力筋还要向内回缩；拼 装式构件的接缝在锚固后将继续被压密而变形由于锚具变形所引起的钢筋回缩同样也会受到管道摩阻力的影响，这种摩阻力成为反摩阻，后张法必须计算有锚具变形钢筋回缩等引起反摩阻后的预应力损失措施：采用超张拉；注意选用L值小的锚具，对于短小构件尤为重要 （3）：钢筋与台座间的温差引起的应力损失先张法 仅在先张法构件采用蒸汽或其他加热方法养护混凝土时才予以考虑构件加热养护时，台座埋于土中，长度并不会因对构件加热而伸长，而是保持原长不变，并约束预应力钢筋的伸长，这就相当于将预应力钢筋压缩了一个长度，使其应力下降，儿停止养护时已经粘结将共同收缩变形无法恢复 （4）混凝土弹性压缩引起的应力损失 先张法构件的预应力钢筋张拉与对混凝土施加预压应力是先后两个分开的过程 后张法构件预应力筋张拉时混凝土所产生的弹性压缩是在张拉过程中完成的，故对于一次张拉完成的弹性压缩不会引起预应力损失，当采用分批张拉锚固并且多数情况是采用逐束进行张拉锚固的，这样张拉后批钢筋所产生的沪宁图弹性压缩变形将使先批以张拉并锚固的预应力钢筋产生应力损失 （5）钢筋松弛引起的应力损失 钢筋在一定拉应力值下，将其长度固定不变，则钢筋中的应力将随时间延长而降低 钢筋松弛特点：钢筋楚拉应力越高，其应力松弛越甚；松弛量大小主要与钢筋的品质有关；钢筋松弛与时间有关；采用超张拉可以是应力松弛减少40%50%；松弛与温度变化有关，随温度升高而升高 （6）混凝土收缩徐变引起的应力损失 13.4.1短暂状况下的应力计算1. 施工荷载处有特殊规定外均采用标准值，当有组合时不考虑荷载组合系数2. 对于简支梁，其受力最不利截面往往在支点附近，特别是直线配筋的预应力混凝土等截面简支梁，其支 点上缘拉应力常常成为计算的控制3. 混凝土的压应力越高，沿梁轴方向的变形越大，相应引起的构件横向拉应变也越大；压应力过高将使构 件出现过大的上拱度，而且可能产生沿钢筋方向的裂缝13.4.2持久状况的应力计算1.计算时应取最不利截面进行控制验算，对于直线配筋等截面简支梁，一般以跨中为最不利控制截面；但 对于曲线配筋的等截面或变截面简支梁，则应根据预应力筋的弯起和混凝土界面的变化，确定其控制 界面，一般可取却终、l/4,l/8，支点截面或截面变化处的截面进行计算2. 在配有非预应力筋的预应力混凝土构件中，混凝土的收缩徐变是非预应力钢筋产生于预应力相反的内力，从而减少了受拉区混凝土的法向预应力。为了简化计算，非预应力筋的应力值军区混凝土收缩和徐变引起的预应力损失值来计算。13.5预应力混凝土的抗裂计算1. 对于全预应力混凝土和A类部分预应力混凝土构件，必须进行正截面的抗裂性验算和斜截面抗裂性验算 对于B类构件必须进行斜截面抗裂性验算2. 作用短期效应组合是永久作用标准是与可变作用频遇值效应的组合 作用效应长期组合是永久作用标准值和可变作用准永久值效应相组合3. 对于预应力混凝土连续梁和连续钢构，除了考虑恒载、汽车直接施加于梁上的荷载外，还应考虑如日照 温差、混凝土收缩徐变等间接作用的影响4. 预应力混凝土梁的腹部出现斜裂缝是不能自动闭合的，他不像梁的弯曲裂缝在使用阶段的大多数情况下可能是闭合的5. 预应力混凝土梁的斜截面抗裂行验算是通过梁体混凝土主拉应力验算来控制的 主拉应力验算在跨径方向应该选择剪力和弯矩均较大的最不利区段截面进行，且应进行计算截面重心 处和宽度剧烈变化处作为计算点进行验算6. 验算混凝土主拉应力的目的是防止开始产生自受弯构件腹部中间的斜裂缝并要求至少应具有与正截面同样的抗裂安全度 13.6 变形计算1. 预应力混凝土受弯构件的挠度室友偏心预加力引起的上挠度（或上拱度）和外荷载（恒载和活载）所产 生的下挠度两部分组成2. 预应力混凝土梁变形的精确计算，应同时考虑混凝土收缩、徐变、弹性模量等随时间而变化的影响因素3. 规定：预应力混凝土受弯构件由预加应力产生的长期上拱度大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时，可不设预拱度4. 对于自重荷载相对于活载较小的构件，应考虑预加力作用使梁的上拱度过大可能造成的不利影响，必要 时在施工中采倒拱方法，设置预拱度时，应按最大的预拱度值沿顺桥向做成平顺的曲线1. 预应力混凝土梁常用截面形式：预应力混凝土空心板、预应力混凝土T形梁、带现浇翼板的预制预应力混凝土T形梁、预应力混凝土组合箱形梁、预应力混凝土组合T形梁、预应力混凝土箱形梁2. 在截面的尺寸确定以后，结构的抗裂性主要与预加力的大小有关3. 束界：把根据最小外荷载作用下和最不利荷载作用下的两辆偏心距限值线所围成的布置预应力筋时的钢筋重心界限4. 预应力钢筋布置原则：应使重心线不超出束界范围；预应力钢筋弯起的角度应与所承受的剪力变化规律相配合；预应力钢筋的布置应符合构造要求5. 预应力钢筋弯起的曲线可采用圆弧线、抛物线或悬链线三种方式1. 部分预应力的优点：节省预应力钢筋与锚具；改善结构性能；2. 实现部分预应