第六章预应力混凝土构件简介第二讲教学目标66课件讲解

1.理解张拉控制应力的概念及其确定原则；2.理解预应力损失的概念、种类及减小措施；3.预应力混凝土构件的一般构造要求。第六章预应力混凝土构件简介

第二讲教学目标：1.张拉控制应力的概念及其确定原则；2.预应力损失的概念、种类及减小措施;3.预应力混凝土构件的一般构造要求。预应力损失的概念及减小措施。重点难点6.2.1张拉控制应力

1.定义在张拉预应力钢筋时所达到的规定应力,用σcon表示。

2.张拉控制应力的确定原则张拉控制应力取得高些，不但可以提高构件的抗裂性能和减小挠度，而且可以节约钢材。因此，σcon值适当取高一些是有利的。但σcon值不能过高。

6.2张拉控制应力与预应力损失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3.张拉控制应力的数值注：下列情况，表中数值可提高0.05fptk；①要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力筋；②要求部分抵消由于应力松驰、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差因素产生的预应力损失。6.2.2预应力损失及其减小措施

预应力损失：由于张拉工艺和材料特性等原因，从张拉钢筋开始直到构件使用的整个过程中，经张拉所建立起来的钢筋预应力将逐渐降低，这种现象称为预应力损失。

1.张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失产生原因：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紧，以及预应力钢筋在锚具中的滑动，造成预应力钢筋回缩而产生的预应力损失。

产生范围：先张法构件、后张法构件。减小措施：（1）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；（2）对于先张法张拉工艺，选择长的台座。台座长度超过100m时，可忽略不计。

2.预应力钢筋与孔道的摩擦引起的预应力损失。产生原因：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摩擦阻力而产生的预应力损失。产生范围：后张法构件。减少措施：（1）采用两端张拉；（2）采用“超张拉”工艺。其工艺程序为：

停2min停2min01.1σcon0.85σconσcon。

3.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产生原因：当先张法构件进行蒸汽养护时，随着钢筋温度升高，其长度也增加（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。降温时混凝土和钢筋已粘结成整体，二者一起回缩，钢筋的应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。

减少措施：

(1)蒸汽养护时采用两次升温养护，即第一次升温至20℃，恒温养护至混凝土强度达到7~10N/mm2

时，再第二次升温至规定养护温度。

(2)在钢模上张拉，将构件和钢模一起养护。此时，由于预应力钢筋和台座间不存在温差，故温差损失为0。

4.预应力钢筋应力松驰引起的预应力损失产生原因：预应力钢筋应力松驰引起的预应力损失实际上是钢筋的应力松驰和徐变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。减小措施：

(1)采用应力松驰损失较小的钢筋作预应力钢筋；

(2)采用“超张拉”工艺。

5.混凝土收缩和徐变引起的预应力损失产生原因：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损失。此项预应力损失是各项损失中最大的一项，在直线预应力配筋构件中约占总损失的50％，在曲线预应力配筋构件中约占30％左右。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，同时严格控制水灰比；

(3)采用级配良好的骨料，增加骨料用量，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。

6.环形构件采用螺旋预应力筋时局部挤压引起的预应力损失产生原因：由于构件环形配筋时，预应力钢筋将混凝土局部压陷，使构件直径减小而产生的预应力损失。产生范围：直径d≤3m的后张法构件中。

6.3.1一般构造要求

1.预应力混凝土构件中钢筋的布置（1）预应力钢筋１）布置形式

下一页

①直线布置主要优点：施工简单适用范围：主要用于跨度和荷载较小的情况，既可用于先张法构件，又可用于后张法构件。6.3预应力混凝土构件的构造要求②曲线布置适用范围：多用于跨度和荷载较大的构件，如预应力混凝土梁就多采用这种布置形式。曲线布置一般用于后张法构件。

预应力钢筋的布置２）间距及孔道尺寸预应力钢筋的净距不应小于其公称直径或等效直径的1.5倍，且符合下列规定：对热处理钢筋及钢丝，不应小于25mm；对3股钢绞线，不应小于20mm；对7股钢绞线，不应小于25mm。当先张法预应力钢丝按单根方式配筋有困难时，可采用相同直径钢丝并筋的配筋方式。后张法构件中，预应力钢丝束、钢绞线束的预留孔道间的水平净间距，在预制构件中不宜小于50mm；孔道至构件边缘的净距不宜小于30mm，且不宜小于孔道直径的一半。

3）混凝土保护层预应力钢筋的保护层厚度同钢筋混凝土构件。处于一类环境且由工厂生产的预应力构件，预应力钢筋的保护层厚度不应小于预应力钢筋直径d，且板不小于15mm，梁不小于20mm。（2）非预应力钢筋

1）纵向非预应力钢筋纵向非预应力钢筋包括受力钢筋和非受力钢筋。非预应力受力钢筋宜采用HRB335、HRB400和CRB550级钢筋，也可采用RRB400级钢筋。为了防止受弯构件制作、运输、堆放和吊装时，在预拉区出现裂缝或减小裂缝宽度，可在构件预拉区配置一定数量的纵向非预应力钢筋。后张法预应力混凝土结构构件的预拉区和预压区中应设置纵向非预应力构造钢筋。这些非预应力钢筋一般布置在预应力钢筋的外侧。在无粘结后张预应力混凝土受弯构件中，应配置一定数量的纵向非预应力钢筋，以克服纯无粘结受弯构件只出现一条或少数几条裂缝使混凝土压应变集中而引起脆性破坏的缺点，还利于分散裂缝，改善受弯构件的变形性能和提高正截面受弯承载力。

2）箍筋预应力混凝土构件的箍筋设置的构造要求与普通钢筋混凝土构件基本相同。

后张法预应力混凝土构件在预应力钢筋弯折处，应加密箍筋或沿弯折处内侧设置钢筋网片。（2）后张法构件1）当构件在端部有局部凹进时，为防止在施加预应力过程中，端部转折处产生裂缝，应增设折线构造钢筋。2）为了防止施加预应力时在构件端部产生沿截面中部的纵向水平裂缝和减少使用阶段构件在端部区段的混凝土主拉应力（简支构件），宜将一部分预应力钢筋在靠近支座处弯起，并使预应力钢筋尽可能沿构件端部均匀布置。当需集中布置在端部截面的下部或集中布置在上部和下部时，应在构件端部0.2h（h为构件端部截面高度）范围设置竖向附加的焊接钢筋网、封闭式箍筋或其他形式的构造钢筋，附加竖向钢筋宜采用带肋钢筋。

3）在预应力钢筋锚具下及张拉设备的支承处，应设置预埋钢垫板，并设置间接钢筋和附加构造钢筋。

6.3.2现浇无粘结预应力混凝土楼板的配筋及构造

1.现浇无粘结预应力混凝土楼板的形式

2.无粘结预应力钢筋的布置方式（1）多跨单向平板多跨单向平板中，无粘结预应力钢筋多采用纵向多波连续配筋方式。单向板中无粘结预应力钢筋的最大间距应不大于板厚度的6倍且不宜大于lm。返回（2）柱支承多跨双向无梁平板在柱支承多跨双向无梁平板中，无粘结预应力钢筋在纵横两个方向均采用纵向多波连续配筋方式。在均布荷载作用下，其配筋形式有以下两种：1）按柱上板带和跨中板带布筋2)一方向集中布筋而另一方向均匀分散布筋。无粘结预应力砼楼盖的钢筋布置

(3)多跨双向密肋板在多跨双向密肋板中，每根肋内部布置无粘结预应力筋，柱间采用双向无粘结预应力扁梁(与肋等高)。在密肋板单向连续平板和双向平板中，必须配置无粘结预应力钢筋的支撑钢筋，其间距不宜大于2m，直径不宜小于10mm。支撑钢筋可采用HPB235级钢筋。

3.其他规定当无粘结预应力钢筋长度超过25m时，宜采用两端张拉；当长度超过50m时，宜采取分段张拉，如图下图。对单向多跨连续板，在设计时宜将无粘结预应力钢筋分段锚固或增设中间锚固点。在双向平板的外边缘和拐角处，应设置暗圈梁或钢筋混凝土边梁。暗圈梁的纵向钢筋直径不应小于12mm，且不应少于4根；箍筋直径不应小于6mm，间距不应大于250mm。当板上需要设置不大的孔洞时，可将板内无粘结预应力钢筋在两侧绕过开洞处铺放，无粘结预应力钢筋距洞边不宜小于150mm，水平偏移的曲率半径不宜小于6.5m。洞边应配置构造钢筋。4.板的锚固区构造（1）单根无粘结预应力钢筋的锚固区应配有钢承压板及螺旋筋。当每根无粘结钢绞线设单独垫板时，钢承压板的尺寸一般为100mm×l00mm，厚度10mm。有时为了局部承压需要，钢承压板的厚度可适当放大。螺旋筋可采用φ6钢筋制成，螺旋直径70mm，长度4.5圈。（2）无粘结预应力钢筋张拉完毕后，应及时对锚固区进行保护和护腐蚀处理。（3）当张拉端设在建筑物周边时，混凝土楼板宜伸出梁边和柱边，形成宽≥150mm的悬挑带（图6.3.15），此种构造便于预应力施工，在完成外装修后也不会影响建筑物的外观。（4）固定端锚具可以设置在主体结构端部的墙内、梁内或梁柱节点内。当固定端设置在