预应力混凝土梁和板PPT课件

1 第五章混凝土结构5 7预应力混凝土梁和板 制作 重庆南方翻译学院邹定祺 2 5 7预应力混凝土梁和板预应力混凝土的优点 除了提高构件的裂缝控制性能和刚度外 还可采用较高强度的钢筋和混凝土 充分发挥材料性能 减小构件尺寸 下列结构宜优先采用预应力混凝土 1 要求裂缝控制等级较高的结构 2 大跨度或受力很大的构件 3 对构件的刚度和变形控制要求较高的结构构件 如工业厂房中的吊车梁 码头和桥梁中的大跨度梁式构件等 预应力混凝土构件的缺点是构造 施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂 且延性也差些 3 按照使用荷载作用下构件截面应力状态的不同 预应力混凝土分为三类 1 全预应力混凝土 在使用荷载下 截面受拉区混凝土中不出现拉应力 2 有限预应力混凝土 在使用荷载下 截面受拉区混凝土中允许出现拉应力 但拉应力不超过混凝土抗拉强度标准值 3 部分预应力混凝土 在使用荷载下 截面上允许出现裂缝 但对最大裂缝宽度予以限制 5 7 1施加预应力的方法和材料1 施加预应力的方法 4 1 先张法 在浇筑构件混凝土之前张拉钢筋的施工方法 先张法主要工序示意图 a 预应力筋就位 张拉预应力筋 b 临时固定预应力筋 浇灌混凝土并养护 c 放松预应力筋 预应力筋回缩 混凝土受预压 5 先张法的张拉台座设备 6 2 后张法 构件混凝土结硬以后 在预留孔道中穿入预应力钢筋张拉的施工方法 后张法的张拉设备 后张法主要工序示意图制作构件 预留孔道 穿入预应力筋 b 安装千斤顶 c 张拉预应力筋 d 锚住预应力筋 拆除千斤顶 孔道压力灌浆 7 预应力锚具 固定端握裹式锚具 a P型挤压锚具 b H型压花锚具 8 镦头锚具1 锚环 2 螺母 3 固定端锚板 4 钢丝束 锥塞式锚具 9 后张法施工 10 2 张拉控制应力 con张拉控制应力是指预应力筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值 其值为张拉设备 如千斤顶油压表 所指示的总张拉力除以预应力筋截面面积而得的应力值 以 con表示 张拉控制应力的取值 直接影响预应力混凝土的使用效果 混凝土结构设计规范 规定 在一般情况下 张拉控制应力不宜超过P195表5 7 1的限值 11 3 预应力混凝土材料1 预应力混凝土结构构件所用的混凝土 需满足下列要求 1 强度高 2 收缩 徐变小 3 快硬 早强 因此 混凝土结构设计规范 规定 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40 2 我国目前用于预应力混凝土结构或构件中的预应力筋 主要采用预应力钢丝 钢绞线和预应力螺纹钢筋 12 5 7 2预应力混凝土梁板的构造5 7 3预应力损失在预应力钢筋中建立起来的预应力 由于各种原因将损失一部分 13 5 9混凝土结构耐久性设计混凝土结构的耐久性是指结构或构件在设计使用年限内 在正常维护条件下 不需要进行大修就可满足正常使用和安全功能要求的能力混凝土的碳化及钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的最主要的因素 1 混凝土结构耐久性设计的基本原则 按结构使用环境类别和设计使用期限设计 P208表5 9 1给出了我国规范规定的混凝土结构的使用环境的五种类别 14 2 设计要求 混凝土结构设计规范 规定了混凝土结构耐久性设计的基本要求 见P209 混凝土结构及构件尚应采取下列耐久性技术措施 预应力混凝土结构中的预应力筋应根据具体情况采取表面防护 孔道灌浆 加大混凝土保护层厚度等措施 外露的锚固端应采取封锚和混凝土表面处理等有效措施 有抗渗要求的混凝土结构 混凝土的抗渗等级应符合有关标准的要求 15 严寒及寒冷地区的潮湿环境中 结构混凝土应满足抗冻要求 混凝土抗冻等级应符合有关标准的要求 处于二 三类环境中的悬臂构件宜采用悬臂梁 板的结构形式 或在其上表面增设防护层 处于二 三类环境中的结构构件 其表面的预埋件 吊钩 连接件等金属部件应采取可靠的防锈措施 对于后张预应力混凝土外露金属锚具 其防护要求见 混凝土结构设计规范 第10 3 13条 处在三类环境中的混凝土结构构件 可采用阻锈剂 环氧树脂涂层钢筋或其他具有耐腐蚀性能的钢筋 采取阴极保护措施或采用可更换的构件等措施 16 练习题 1 某矩形梁截面尺寸b h 300mm 600mm 弯矩设计值M 120kN m 钢筋采用HRB335 混凝土等级为C30 由规范查得混凝土保护层最小厚度为25mm b 0 55 fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2 fy 300N mm2 1 1 0 求纵向受拉钢筋截面面积 2 已知 简支梁b h 200mm 450mm L 5 2m 均布线活载标准值qk 8kN m 恒荷载标准值 不包括梁自重 gk 9 5kN m 砼为C40 钢筋为HRB400 砼比重为25kN m3 安全等级为二级 求纵向受拉钢筋截面面积 3 已知 b h 250mm 500mm 砼为C30 钢筋为HRB335 4 16 AS 804mm2 M 120kN m 验算此梁正截面承载力是否安全 4 已知现浇框架第二层轴心受压方柱 b h 350mm H 6m N 1100kN 未含自重 砼为C20 纵筋为HRB335 求所需纵筋面积As 17 练习题答案 1 某矩形梁截面尺寸b h 300mm 600mm 弯矩设计值M 120kN m 钢筋采用HRB335 混凝土等级为C30 由规范查得混凝土保护层最小厚度为25mm b 0 55 fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2 fy 300N mm2 1 1 0 求纵向受拉钢筋截面面积 解 设as 35mm 则h0 h as 600 35 565mm s M 1fcbh02 120 106 1 0 14 3 300 5652 0 0876由附录D 1查得 0 0926 S 0 954 由P93的表5 2 1查得 b 0 55 则 b 0 55 满足第一条件 18 As M fy sh0 120 106 300 0 954 565 742mm2选用3 18 As 763mm2验算适用条件 As bh0 763 300 565 0 45 1 0 2 故 min 0 21 As 763 2 minbh 0 21 300 600 378 2满足条件要求 19 2 已知 简支梁b h 200mm 450mm L 5 2m 均布线活载标准值qk 8kN m 恒荷载标准值 不包括梁自重 gk 9 5kN m 砼为C40 钢筋为HRB400 砼比重为25kN m3 安全等级为二级 求纵向受拉钢筋截面面积 求 该简支梁所需纵向钢筋截面面积AS 解 梁的线自重gk1 25 0 2 0 45 2 25kN m 安全等级为二级 P61 结构的重要性系数 0 1 0 恒荷载分项系数 G 1 2 活荷载分项系数 Q 1 4 故跨中最大弯矩设计值 M 0 G gk gk1 Q qk L2 8 1 1 2 9 5 2 25 1 4 8 5 22 8 85 514kN m 20 查表得 1 1 0 b 0 518 fc 19 1N mm2 ft 1 71N mm2 fy 360N mm2 a 35mm 设aS 45mm h0 h a0 450 45 405mm S m 1fcbh02 85 514 106 1 0 19 1 200 4052 0 136由附录D 1得 0 1470 2 min 0 21 As 603mm2 minbh 0 21 360 450 340 2 2满足适用条件 21 3 已知 b h 250mm 500mm 砼为C30 钢筋为HRB335 4 16 AS 804mm2 M 120kN m 验算此梁正截面承载力是否安全 解 查表得 1 1 0 b 0 55 fc 14 3N mm2 ft 1 43N mm2 fy 300N mm2a 25mm 则as 33mm h0 500 33 467mm验算适用条件 AS bh0 804 250 467 0 69 minh h0 0 45 fth fyh0 0 45 1 43 500 300 467 0 23 同时 0 2 h h0 0 2 500 467 0 22 查附录D 1 0 144 b 0 55满足适用条件一 22 Mu 1fcbh02 1 0 5 1 0 14 3 250 4672 0 144 1 0 5 0 144 103kN m M 120kN m故此梁正截面承载力不安全 4 已知现浇框架第二层轴心受压方柱 b h 350mm H 6m N 1100kN 未含自重 砼为C20 纵筋为HRB335 求所需纵筋面积As 解 fc 9 6N mm2 fy 300N mm2 查中册书P177表5 4 2柱的计算长度为