二级结构师专业知识复习资料-预应力混凝土工程

1、二级结构师专业知识复习资料一预应力混凝土工程一般钢筋混凝土构件的抗拉极限应变值只有0.00010.00015，假如要求混凝土不开裂，受拉钢筋的应力只能到达20-30N / mm2。允许消失裂缝的构件，由于受裂缝宽度的限制，钢筋应力也只能到达150-200N/mm2,因而高强钢材在一般混凝土构件中不能充分发挥作用，预应力混凝土是解决这一冲突的有效方法。预应力混凝土施工工艺有：先张法、后张法、后张自锚法和电热法。1 .先张法先张法多数用于预应力混凝土厂中，在台座上生产中小型构件。台座由台面、横梁和承力构造等组成。依据承力构造的不同，台座分为墩式台座、槽式台座和桩式台座。生产板形构件多用墩式台座，生

2、产梁、屋架等构件多用槽式台座。设计台座时要进展抗倾覆稳定性和强度验算。先张法中钢丝用的锚固夹具有：圆锥齿板式夹具、圆锥三槽式夹具和墩头夹具。钢筋用的锚固夹具有：螺丝端杆锚具、墩头锚和销片夹具等。为削减由于松弛等缘由造成的预应力损失，先张法张拉预应力筋时都要进展超张拉。常用的张拉程序为：105%。con持荷 2min。con或0103 %。con。式中ocon 预应力筋的张拉掌握应力。先张法预应力混凝土构件进展湿热养护时，应实行正确的养护制度以削减由于温差引起的预应力损失。混凝土强度要到达不小于混凝土标准强度的75%后，才可放松预应力筋，放松过早会由于预应力筋回缩而引起较大的预应力损失。2 .后

3、张法在后张法中，预应力筋、锚具和张拉机具是配套的。后张法中常用的预应力筋有单根粗钢筋、钢筋束或钢绞线束和钢丝束三类：1单根粗钢筋单根粗钢筋预应力筋的制作，包括配料、对焊、冷拉等工序。预应力筋的下料长度应计算确定。预应力筋的成品长度即预应力筋和螺丝端杆对焊并经冷拉后的全长Ll：Ll=l+2l2 1735预应力筋不包括螺丝端杆冷拉后需到达的长度Lo：Lo二Ll-212 1736预应力筋不包括螺丝端杆冷拉前的下料长度L：L=L0/1+ Y -。+n 17 37式中l 构件的孔道长度；12螺丝端杆伸出构件外的长度：张拉端：l2=2H+h+5mm；锚固端：12二H+h+10mm ；11螺丝端杆长度，一般

4、为320mm；Y-预应力筋的冷拉率；&预应力筋的冷拉弹性回缩率，一般为0.4%-0.6%；n-对焊接头数量；每个对焊接头的压缩量，一般为20-30mm；H-螺母高度(mm);h-垫板厚度(mm)。单根粗钢筋常用的锚具为螺丝端杆和帮条锚具，张拉设备常用YL-60型拉杆式千斤顶，或YC-60型、YC-20型和YC-18型穿心式千斤顶，亦可用电热法张拉。钢筋束和钢绞线束如用JM-12型锚具，则宜用YC-60型双作用千斤顶张拉。如用KT-Z型锚具，对螺纹钢筋束用锥锚式双作用千斤顶张拉；对钢绞线束则宜用YC-60型双作用千斤顶。下料长度要依据所用的锚具和千斤顶计算确定。钢丝束常用的锚具有螺丝端杆锚具、帮

5、条锚具、镦头锚具、锥形螺杆锚具和钢质锥形锚具。镦头锚具要求钢丝束下料长度准确，相对误差掌握在L / 5000以内，并不大于5mm,为此要求钢丝束在应力状态下切断下料，下料的掌握应力为 300N/mm2。镦头锚具用YC-60千斤顶张拉或拉杆式千斤顶张拉；锥形螺杆锚具用拉杆式千斤顶或穿心式千斤顶张拉；钢质锥形锚具用锥锚式双作用千斤顶张拉。后张法工艺中，与预应力施工有关的是孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆三局部。1孔道留设孔道留设是后张法构件制作中的关键之一。孔道直径取决于预应力筋和锚具，如用螺丝端杆的粗钢筋，孔道直径应比螺丝端杆的螺纹直径大10-15mm；用JM12型锚具的钢筋束或钢绞线束，对JM

6、12-3、4,孔道直径为42mm，对JM12-5、6则为50mm。孔道留设方法有钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋波浪管法。钢管抽芯法预先将钢管埋设在模板内孔道位置处，在混凝土浇筑过程中和浇筑之后，每间隔肯定时间渐渐转动钢管，使之不与混凝土黏结，待混凝土初凝后、终凝前抽出钢管，即形成孔道。该法只用于留设直线孔道。钢管要平直，外表要光滑，安放位置要精确。一般用间距不大于lm的钢筋井字架固定钢管位置。每根钢管的长度不超过15m，以便于旋转和抽管，较长构件则用两根钢管，中间用套管连接。钢管的旋转方向两端要相反。恰当把握抽管时间很重要，过早会坍孔，太晚则抽管困难。一般在初凝后、终凝前，以手指按压混凝土不黏又

7、无明显印痕时则可抽管。为保证顺当抽管，混凝土的浇筑挨次要亲密协作。抽管挨次宜先上后下，抽管可用人工或卷扬机，抽管要边抽边转，速度匀称，与孔道呈始终线。在留设孔道的同时还要在设计规定位置留设灌浆孔。一般在构件两端和中间每隔12m留一个直径20mm的灌浆孔，并在构件两端各设一个排气孔。胶管抽芯法胶管有五层或七层夹布胶管和钢丝网胶管两种。前者质软，用间距不大于0.5m的钢筋井字架固定位置，浇筑混凝土前，胶管内充人压力为0.60.8N/mm2的压缩空气或压力水，此时胶管直径增大3mm左右，待浇筑的混凝土初凝后，放出压缩空气或压力水，管径缩小而与混凝土脱离，便于抽出。后者质硬，具有肯定弹性，留孔方法与钢

8、管一样，只是浇筑混凝土后不需转动，由于其有肯定弹性，抽管时在拉力作用下断面缩小易于拔出。胶管抽芯留孔，不仅可留直线孔道，而且可留曲线孔道。预埋波浪管法波浪管为特制的带波浪的金属管，与混凝土有良好的黏结力。波浪管不再抽出，用间距不大于lm的钢筋井字架固定。预埋波浪管法只用于曲线孔道。预应力筋张拉张拉预应力筋时，构件混凝土的强度应按设计规定，如设计无钡定则不宜低于混凝土标准强度的75%，用块体拼装的预应力构件，其拼装立缝处混凝土或砂浆的强度，如设计无规定时，不应低于块体混凝土标准强度的40%，且不得低于15N/mm2。后张法预应力筋的张拉应留意以下问题：对配有多根预应力筋的构件，不行能同时张拉，只

9、能分批、对称地进展张拉。对称张拉是为避开张拉时构件截面呈过大的偏心受压状态。分批张拉，要考虑后批预应力筋张拉时产生的混凝土弹性压缩，会对先批张拉的预应力筋的应力产生影响。为此先批张拉的预应力筋的张拉应力应增加 n。c。：n二Es/Ec (1738)。c=(。con-。s1)Ay/Aj (173-9)式中Es-预应力筋的弹性模量；Ec-混凝土的弹性模量；。c张拉后批预应力筋时，对已张拉的预应力筋重心处混凝土产生的法向应力;。con一掌握应力；OS1-预应力筋的第一批应力损失包括锚具变形和摩擦损失；Ay其次批张拉的预应力筋的截面积；Aj构件混凝土的净截面面积包括构件钢筋的折算面积。对平卧叠浇的预应

10、力混凝土构件，上层构件的重量产生的水平摩阻力，会阻挡下层构件在预应力筋张拉时混凝土弹性压缩的自由变形，待上层构件起吊后，由于摩阻力影响消逝会增加混凝土弹性压缩的变形，从而引起预应力损失，损失值随构件型式、隔离层和张拉方式而不同。为便于施工，可实行逐层加大超张拉的方法来弥补该预应力损失，但底层超张拉值不宜比顶层张拉力大5%钢丝、钢绞线、热处理钢筋或9%冷拉IIW级钢筋，并且要保证底层构件的掌握应力，冷拉ILIILW级钢筋不得大于屈服强度的95%，钢丝、钢绞线和热处理钢筋不大于标准强度的80%。如隔离层的隔离效果好，也可采纳同一张拉值。为削减预应力筋与预留孔孔壁摩擦而引起的应力损失，对抽芯成形的孔

11、道曲线形预应力筋和长度大于24m的直线预应力筋，应采纳两端张拉;长度等于或小于24m的直线预应力筋，可一端张拉，但张拉端宜分别设置在构件两端。对预埋波浪管孔道，曲线形预应力筋和长度太子3%m的直线4顸随力筋宜在两端张拉；长度等于或小于30m直线预应力筋，可在一端张拉。用双作用千斤顶两端同时张拉钢筋束、钢绞线束或钢丝束时，为削减顶压时的应力损失，可先顶压一端的锚塞，而另一端在补足张拉力后再行顶压。后张法预应力筋的张拉程序，与所采纳的锚具种类有关。为削减松弛损失，张拉程序一般与先张法一样。3孔道灌浆预应力筋张拉后，应随即进展孔道灌浆，尤其是钢丝束，张拉后应尽快进展灌浆，以防锈蚀与增加构造的抗裂性和

12、耐久性。灌浆宜用标号不低于425号一般硅酸盐水泥调制的水泥浆，对空隙大的孔道，水泥浆中可掺适量的细砂，但水泥浆和水泥砂浆的强度不宜低于20N / mm2,且应有较大的流淌性和较小的干缩性、泌水性搅拌后三小时的泌水率宜掌握在2%,水灰比一般为0.400.45。为使孔道灌浆饱满，可在灰浆中掺人0.5%oo1.0%oo在铝粉或0.25%的木质素磺酸钙。灌浆前，用压力水冲洗和潮湿孔道。用电动或手动灰浆泵进展灌浆，压力以0.50.6N/mm2为宜。对不掺外加剂的水泥浆，可采纳二次灌浆法以提高灌浆的密实性。3 .无黏结预应力混凝土为适应大柱网整表达浇楼盖构造的需要，国内外都进展了后张无黏结预应力混凝土工艺

13、。它是在浇灌混凝土之前，把涂有防腐油脂或防腐沥青涂料层、外表裹了一层高压聚乙烯塑料外包层的钢丝束或钢绞线先行绑扎，埋置在混凝土构件内，待混凝土到达设计规定的强度后，用张拉机具对其进展张拉和锚固。这种体系是借助两端的锚具传递预应力，不需预留孔道，不必灌浆，施工简洁，张拉时摩阻力较小，预应力筋易弯成曲线外形，适用于曲线配筋的构造。无黏结预应力束由预应力钢丝、防腐涂料和外包层以及锚具组成。防腐油脂等涂料应符合以下要求：在-200C+700C温度范围内不流淌、裂缝不变脆，并有肯定韧性；使用期内化学稳定性高；对四周材料无侵蚀作用；不透水、不吸湿；防腐性能好；润滑性能好，摩擦阻力小。高压聚乙烯塑料等外包层

14、应符合以下要求：在-200C+700C温度范围内，低温不脆化，高温化学稳定性高；具有足够的韧性，抗磨性好；对四周材料无侵蚀作用。制作单根无黏结筋时，宜优先选用防腐油脂作涂料层，其塑料外包层用塑料注塑机注塑成型。防腐油脂应饱满，外包层应松紧适度。成束无黏结筋可用防腐沥青或防腐油脂作涂料层。使用防腐沥青时，用密缠塑料带作外包层，塑料带各圈之间搭接宽度应不小于带宽的1/4,缠绕层数不少于两层。用防腐油脂作涂料层的无黏结筋的张拉摩擦系数应不大于0.12；用防腐沥青作涂料层的无黏结筋的张拉摩擦系数应不大于0.25。无黏结预应力束的制作一般有缠纸工艺和挤压涂层工艺两种。我国主要采纳高强钢丝和钢绞线作为无黏结预应力束，高强钢丝预应力束主要用镦头锚具，钢绞线预应力束主要用XM型锚具。无黏结预应力混凝土施工工艺主要包括无黏结预应力束的铺设、张拉和锚头端部处理等。无黏结预应力束在平板中一般为双向曲线配置，因此铺设挨次很重要。一般是依据双向钢丝束交点的标高差，绘制钢丝束的铺设挨次图，钢丝束波峰低的底层钢丝束先行铺设，然后依次铺设波峰高的上层钢丝束，以避开钢丝束之间的相互穿插。张拉一般采纳0103%ocon。进展锚固，并采纳两端同时张拉。其张拉挨次，应依据其铺设挨次，先铺设的