第24讲-预应力混凝土概述

四川工程职业技术学院课时授课教案/学年第期课程名称：授课班级：授课时间：课题：教学目的：重点、难点：教学方式与程序：使用教具：课后作业：课后记录：年月日第24讲预应力混凝土概述§1.预应力砼的基本原理1.普通钢筋砼的不足由于混凝土的抗拉性能很差，使得普通钢筋混凝土构件存在几个不足：①.普通钢筋混凝土受拉、受弯等构件通常带裂缝工作；当砼开裂时，受拉钢筋应力约20N/mm2；

②.为保证结构正常使用要求的适用性和耐久性，必须限制裂缝宽度Wmax≤［W］，受拉钢筋的应力一般约200N/mm2；因此不能发挥高强钢筋的强度；③.普通砼构件自重大、抗裂差、变形大，不适于潮湿、腐蚀环境，也不适于大跨度、重荷载结构；思考：能否借助混凝土较高的抗压能力来弥补其抗拉能力的不足？2.预应力砼基本原理预先在混凝土受拉区施加永久性预压应力，使其减小或抵消荷载引起的拉应力，将构件受到的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态，即可控制构件裂缝宽度，甚至可以使构件不产生裂缝。这种施加了预压应力的砼就是预应力砼。§2.预应力砼的分类1.按裂缝控制等级分类：全预应力混凝土

部份预应力混凝土①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，称为全预应力混凝土，属严格要求不出现裂缝的构件；②允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许值的构件，则称为部分预应力混凝土，属允许出现裂缝的构件；2.按预应力钢筋与砼有无粘结分类有粘结预应力混凝土无粘结预应力混凝土无粘结预应力混凝土，是指配置无粘结预应力钢筋的预应力混凝土。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，而在张拉时可沿纵向发生相对滑移的后张预应力钢筋。从90年代开始，无粘结束技术已在我国的某些桥梁工程中得到应用，目前最大跨度可达到20m。3.按施加预应力的工艺分类先张法后张法①先张法先张拉预应力钢筋，然后浇筑混凝土的施工方法，称为先张法。主要工艺过程：穿钢筋→张拉钢→浇筑混凝土并养护→切断钢筋②后张法先浇筑混凝土，待混凝土硬化后，在构件上直接张拉预应力钢筋，这种施工方法称为后张法。主要工艺过程：浇筑混凝土构件（在构件中预留孔道）并进行养护→穿预应力钢筋→张拉钢筋并用锚具锚固→往孔道内压力灌浆。先张法与后张法的比较：（1）张拉顺序先张法——先张拉钢筋，后浇注混凝土；后张法——先浇注混凝土，后张拉钢筋；（2）工艺过程先张法——穿钢筋→拉钢筋→浇混凝土→养护至75％→断钢筋；后张法——留孔道→浇混凝土→养护至75％→穿钢筋→拉钢筋→锚钢筋→压力灌浆。（3）预压应力的传递先张法——传递主要靠钢筋和混凝土间的粘结力，因此，必须待混凝土达到设计强度75％以上，方可切断钢筋；后张法——主要通过工作锚具传递，因此，张拉钢筋时，混凝土强度必须达到设计强度75％以上。（4）优点先张法——工序简单，不需要永久性锚具，批量生产中、小型构件，效率高，成 本低，质量易保证；后张法——可直接在构件上布置及张拉各种形状的预应力钢筋，无需台座，可在 预制厂生产，也可在施工现场生产。（5）缺点先张法——需要台座或大型钢模（一次性投资大）；曲线布筋困难；不适合现场 施工；后张法——生产周期较长，需大量永久性锚具，钢材消耗多，成本较高；工序多，操作复杂，造价高于先张法。（6）适用的构件先张法——适于工厂化生产，适宜长线法生产中、小型构件；后张法——大型预应力混凝土构件；§3.预应力砼对材料的要求1.砼：①高强；②快硬、早强；③收缩、徐变小；④均匀性好；《混凝土结构设计规范》对混凝土的要求：预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应小于C30；

采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋作为预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。

无粘结预应力混凝土结构的混凝土强度等级，板不低于C30，梁及其他构件不低于C40。2.预应力钢筋：高强度；一定的塑性；高弹性模量；低松弛；①消除应力钢丝；②钢绞线；③热处理钢筋；④无粘结预应力筋；⑤预应力螺纹钢筋⑥冷轧带肋钢筋；（多用于空心板）⑦冷拔钢丝；冷拉Ⅳ级钢筋；（目前已很少用）§4预应力砼的特点1.优点①抗裂性、抗渗好，提高耐久性；②提高刚度，减小变形，适用于大跨度、重荷载结构；③合理利用高强材料性能，减小自重，节约材料；④提高结构的抗疲劳能力；⑤可提高装配式结构的整体性2.缺点①设计复杂；②施工复杂，技术要求高；（需特种施工）③工序多，工期长；④需张拉设备和大量锚具；注意：预应力混凝土不能提高构件的承载能力。（除抗剪扭能力有一定提高外）也就是说，当截面和材料相同时，预应力混凝土与普通钢筋混凝土受弯构件承载能力相同。§5.锚具和夹具简介1.锚具：构件的一部分，永久性固定预应力钢筋，不能重复使用；2.夹具：临时固定预应力钢筋，可重复使用。习惯也称锚具；3.分类（按工作原理）：摩阻式承压式4.常用锚具：螺丝端杆锚具