预应力混凝土结构ppt课件

1、 西班牙卢纳桥西班牙卢纳桥跨度跨度440米米 铜陵长江大桥铜陵长江大桥普通混凝土缺陷n大跨度梁n裂痕处置处理方法无效处理方法无效 1、加大截面尺寸、加大截面尺寸 2、提高资料强度、提高资料强度终极处理方法：终极处理方法：预应力技术预应力技术腐蚀性物质容器、钢筋防锈处置腐蚀性物质容器、钢筋防锈处置 第一节第一节 预应力混凝土的根本概念预应力混凝土的根本概念一、一、 预应力混凝土的根本概念和根本原理预应力混凝土的根本概念和根本原理 1. 1.根本概念根本概念 普通钢筋混凝土构件在荷载作用下通常是带裂痕普通钢筋混凝土构件在荷载作用下通常是带裂痕任务的，导致构件刚度降低，不顺应于采用高强钢筋；任务的，

2、导致构件刚度降低，不顺应于采用高强钢筋；处理这些问题的有效途径是采用预应力混凝土。处理这些问题的有效途径是采用预应力混凝土。 预应力混凝土是指在构件接受荷载以前，用某种预应力混凝土是指在构件接受荷载以前，用某种方法预先在构件的受拉区施加压应力的构件。方法预先在构件的受拉区施加压应力的构件。 预应力混凝土可明显提高构件的抗裂性能和刚度。预应力混凝土可明显提高构件的抗裂性能和刚度。 2.2.根本原理根本原理 预应力混凝土的根本原理可用以下图阐明。 二、预应力混凝土的分类二、预应力混凝土的分类 1根据张拉钢筋与浇筑混凝土的先后次序分为根据张拉钢筋与浇筑混凝土的先后次序分为先张法和后张法预应力混凝土。

3、先张法和后张法预应力混凝土。 2根据预应力对构件抗裂度的影响分为三种类根据预应力对构件抗裂度的影响分为三种类型：型： 全预应力混凝土：在运用荷载作用下，不允许截全预应力混凝土：在运用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的构件。属严厉要求不出现面上混凝土出现拉应力的构件。属严厉要求不出现裂痕的构件，相当于裂痕控制等级为一级的构件。裂痕的构件，相当于裂痕控制等级为一级的构件。 有限预应力混凝土：在运用荷载作用下，允许截面上混凝土出现拉应力，但不能超越混凝土的抗拉强度。属普通要求不出现裂痕的构件，相当于裂痕控制等级为二级的构件。 部分预应力混凝土：允许出现裂痕，但最大裂痕宽度不超越限值的构件。属

4、允许出现裂痕的构件。相当于裂痕控制等级为三级的构件。 3根据钢筋与混凝土之间能否有粘结力分为有粘结预应力混凝土和后张法无粘结预应力混土。 三、预应力混凝土的特点：三、预应力混凝土的特点： 优点：优点：1提高构件的抗裂度和刚度；提高构件的抗裂度和刚度； 2可充分利用高强度资料，减小构件重；可充分利用高强度资料，减小构件重； 缺陷：缺陷：1工艺较复杂；工艺较复杂； 2预应力反拱度不易控制；预应力反拱度不易控制； 3预应力混凝土构件的设计较复杂。预应力混凝土构件的设计较复杂。 第二节第二节 预加应力的方法预加应力的方法一、先张法一、先张法a穿钢筋穿钢筋b张拉钢筋张拉钢筋c)c)浇筑混凝土浇筑混凝土d

5、 d切断钢筋，钢切断钢筋，钢筋回缩混凝土受筋回缩混凝土受压压 二、后张法二、后张法a浇砼，预浇砼，预留孔道，穿筋留孔道，穿筋b b安装千斤顶安装千斤顶c c张拉钢筋张拉钢筋d d锚固、灌浆锚固、灌浆 三、后张法无粘结预应力混凝土三、后张法无粘结预应力混凝土1无粘结预应力钢筋无粘结预应力钢筋 在钢筋的外外表涂以沥清、油脂或其他光滑在钢筋的外外表涂以沥清、油脂或其他光滑防腐资料，以减小摩擦力并防锈蚀，外套塑料防腐资料，以减小摩擦力并防锈蚀，外套塑料套管或以纸带、塑料带包裹，以防止施工中碰套管或以纸带、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，张拉时可坏涂层，并使之与周围混凝土隔离，

6、张拉时可沿纵向发生相对滑移的后张法预应力钢筋。沿纵向发生相对滑移的后张法预应力钢筋。 后张法预应力混凝土构件需求预留孔道、穿后张法预应力混凝土构件需求预留孔道、穿钢筋、灌浆，且预留孔道和灌浆较费事，灌浆钢筋、灌浆，且预留孔道和灌浆较费事，灌浆不密实易呵斥事故隐患。采用后张法无粘结预不密实易呵斥事故隐患。采用后张法无粘结预应力技术可抑制这些缺陷。应力技术可抑制这些缺陷。 2施工工序施工工序 1制造无粘结预应力钢筋制造无粘结预应力钢筋; 2将无粘结预应力钢筋象普通钢筋一样按将无粘结预应力钢筋象普通钢筋一样按设计位置敷设在钢筋骨架内，并与普通钢筋设计位置敷设在钢筋骨架内，并与普通钢筋一同绑扎构成骨架

7、，然后浇筑混凝土并养护一同绑扎构成骨架，然后浇筑混凝土并养护; 3当混凝土强度到达预期强度后，利用构当混凝土强度到达预期强度后，利用构件本身作为台座张拉预应力钢筋，张拉到设件本身作为台座张拉预应力钢筋，张拉到设计应力后，用锚具锚固在构件上。计应力后，用锚具锚固在构件上。 无粘结预应力钢筋无粘结预应力钢筋 第三节第三节 预应力混凝土资料及锚夹具预应力混凝土资料及锚夹具 混凝土高强度高强度收缩、徐变小收缩、徐变小快硬、早强快硬、早强 预应力钢筋高强度高强度较好的塑性较好的塑性良好的加工性能良好的加工性能应力松弛损失低应力松弛损失低较好的粘结性能较好的粘结性能一、预应力混凝土资料一、预应力混凝土资料

8、 预应力钢绞线预应力钢绞线 *夹具：主要依托摩擦力来夹住钢筋，夹具：主要依托摩擦力来夹住钢筋，它不留在构件上，剪断预应力筋后它不留在构件上，剪断预应力筋后夹具的作用即消逝夹具的作用即消逝*锚具：永久地留在构件上，如锚具锚具：永久地留在构件上，如锚具失效构件中的预应力将全部消逝。失效构件中的预应力将全部消逝。二、锚具和夹具二、锚具和夹具 锚具一 锚 具二 锚具三 张拉设备张拉设备 第四节第四节 张拉控制应力和预应力损失张拉控制应力和预应力损失 张拉控制应力张拉控制应力 con ：张拉预应力钢筋时，：张拉预应力钢筋时，张拉设备所显示的总张拉力除以被张拉预应张拉设备所显示的总张拉力除以被张拉预应力钢

9、筋的截面面积所得的应力值。力钢筋的截面面积所得的应力值。 张拉控制应力张拉控制应力 con取值：主要与采用的取值：主要与采用的张拉方法和预应力钢筋种类有关。取值见张拉方法和预应力钢筋种类有关。取值见或教材表所列。或教材表所列。一、张拉控制应力一、张拉控制应力 con 钢筋种类张拉方法先张法后张法消除应力钢丝、钢绞线热处理钢筋ptk0.75fptk0.75fptk0.65fptk0.70 f张拉控制应力的取值张拉控制应力的取值 二、预应力损失及其组合二、预应力损失及其组合一预应力损失一预应力损失预应力损失：由于张拉工艺和资料特性等缘预应力损失：由于张拉工艺和资料特性等缘由，从张拉钢筋开场直到构件

10、运用的整个过由，从张拉钢筋开场直到构件运用的整个过程中，经张拉所建立起来的钢筋预应力将逐程中，经张拉所建立起来的钢筋预应力将逐渐降低，这种景象称为预应力损失。渐降低，这种景象称为预应力损失。 产生范围：先张法构件、后张法构件。产生范围：先张法构件、后张法构件。减小措施：减小措施：1 1选择变形小或预应力筋滑动小的锚具、夹具，并选择变形小或预应力筋滑动小的锚具、夹具，并尽量减少垫板的数量；尽量减少垫板的数量；2 2对于先张法张拉工艺，选择长的台座。台座长度对于先张法张拉工艺，选择长的台座。台座长度超越超越100m100m时，可忽略不计。时，可忽略不计。1. 1.张拉端锚具变形和钢筋内缩引起张拉端

11、锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失的预应力损失产生缘由：由于经过张拉的预应力钢筋被锚固在台产生缘由：由于经过张拉的预应力钢筋被锚固在台座或构件上以后，锚具、垫板与构件之间的缝隙被压座或构件上以后，锚具、垫板与构件之间的缝隙被压紧，以及预应力钢筋在锚具中的滑动，呵斥预应力钢紧，以及预应力钢筋在锚具中的滑动，呵斥预应力钢筋回缩而产生的预应力损失。筋回缩而产生的预应力损失。2.2.预应力钢筋与孔道的摩擦引起的预应力损失。预应力钢筋与孔道的摩擦引起的预应力损失。 产生缘由：后张法构件在预留孔道中张拉钢筋时，因钢筋与孔道壁之间的接触产生缘由：后张法构件在预留孔道中张拉钢筋时，因钢筋与孔道壁之间的接触引起

12、摩擦阻力而产生的预应力损失。引起摩擦阻力而产生的预应力损失。 产生范围：后张法构件。产生范围：后张法构件。 减少措施：减少措施： 1采用两端张拉；采用两端张拉； 2采用采用“超张拉工艺。其工艺程序为：超张拉工艺。其工艺程序为： 01.05con停2分钟 con 3. 3. 混凝土加热养护时，预应力钢筋与台座间温差混凝土加热养护时，预应力钢筋与台座间温差引起的预应力损失引起的预应力损失 产生缘由：领先张法构件进展蒸汽养护时，随着钢筋产生缘由：领先张法构件进展蒸汽养护时，随着钢筋温度升高，其长度也添加由于新浇混凝土尚未结硬，温度升高，其长度也添加由于新浇混凝土尚未结硬，不能约束钢筋增长，而台座长度

13、固定不变，因此张不能约束钢筋增长，而台座长度固定不变，因此张拉后的钢筋变松，预应力钢筋的应力降低。降温时混拉后的钢筋变松，预应力钢筋的应力降低。降温时混凝土和钢筋已粘结成整体，二者一同回缩，钢筋的应凝土和钢筋已粘结成整体，二者一同回缩，钢筋的应力不能恢复到原来的张拉应力值。力不能恢复到原来的张拉应力值。 产生范围：采用蒸汽养护的先张法构件。产生范围：采用蒸汽养护的先张法构件。减少措施：减少措施： (1) (1)蒸汽养护时采用两次升温养护，即第一次升温至蒸汽养护时采用两次升温养护，即第一次升温至2020，恒温养护至混凝土强度到达，恒温养护至混凝土强度到达7 710N/mm2 10N/mm2 时，

14、再时，再第二次升温至规定养护温度。第二次升温至规定养护温度。 (2) (2)在钢模上张拉，将构件和钢模一同养护。此时，由在钢模上张拉，将构件和钢模一同养护。此时，由于预应力钢筋和台座间不存在温差，故温差损失为于预应力钢筋和台座间不存在温差，故温差损失为0 0。 3. 3. 混凝土加热养护时，预应力钢筋与台座间温差混凝土加热养护时，预应力钢筋与台座间温差引起的预应力损失引起的预应力损失4. 4. 预应力钢筋应力松驰引起的预预应力钢筋应力松驰引起的预应力损失应力损失产生缘由：预应力钢筋应力松驰引起的预产生缘由：预应力钢筋应力松驰引起的预应力损失实践上是钢筋的应力松驰和徐变应力损失实践上是钢筋的应力

15、松驰和徐变引起的预应力损失的统称。引起的预应力损失的统称。产生范围：先张法构件、后张法构件。产生范围：先张法构件、后张法构件。减小措施：减小措施： (1) (1)采用应力松驰损失较小的钢筋作预采用应力松驰损失较小的钢筋作预应力钢筋；应力钢筋； (2) (2)采用采用“超张拉工艺。超张拉工艺。5. 5. 混凝土收缩和徐变引起的预应混凝土收缩和徐变引起的预应力损失力损失 产生缘由：由于混凝土的收缩和徐变使构件产生缘由：由于混凝土的收缩和徐变使构件长度缩短，被张紧的钢筋回缩而产生的预应力长度缩短，被张紧的钢筋回缩而产生的预应力损失。此项预应力损失是各项损失中最大的一损失。此项预应力损失是各项损失中最

16、大的一项，在直线预应力配筋构件中约占总损失的项，在直线预应力配筋构件中约占总损失的5050，在曲线预应力配筋构件中约占，在曲线预应力配筋构件中约占3030左右。左右。 产生范围：先张法构件、后张法构件。产生范围：先张法构件、后张法构件。 减少措施： (1)设计时尽量使混凝土压应力不要过高； (2)采用高强度等级水泥，以减少水泥用量，同时严厉控制水灰比； (3)采用级配良好的骨料，添加骨料用量，同时加强振捣，提高混凝土密实性； (4)加强养护，使水泥水化作用充分，减少同的收缩。有条件时宜采用蒸汽养护。5. 5. 混凝土收缩和徐变引起的预应混凝土收缩和徐变引起的预应力损失力损失6. 6. 环形构件

17、采用螺旋预应力筋时环形构件采用螺旋预应力筋时部分挤压引起的预应力损失部分挤压引起的预应力损失 产生缘由：由于构件环形配筋时，预应产生缘由：由于构件环形配筋时，预应力钢筋将混凝土部分压陷，使构件直径力钢筋将混凝土部分压陷，使构件直径减小而产生的预应力损失。减小而产生的预应力损失。 产生范围：直径产生范围：直径d3m的后张法构件中。的后张法构件中。预应力损失的组合先张法构件后张法构件第一批损失lIl1+l2+l3+l4l1+l2第二批损失lIIl5l4+l5+l6预应力总损失的下限值先张法构件： l100N/mm2后张法构件： l80N/mm2五、预应力损失值 预应力损失的组合n荷载平衡荷载平衡n 预加应力可以以为是对混凝土构件预加应力可以以为是对混凝土构件预先施加与运用荷载相反方向的荷预先施加