预应力混凝土.ppt

1、预应力混凝土，Contents，概念，1，分类，2，材料，3，特性(抗震设施修订，耐久性，应力损失，应力腐蚀等)，4， 为了更好地理解这个概念，可能需要人为引入某个数值的反荷载，改变为抵消一些或全部使用荷载的加固混凝土。 预应力混凝土的提案，1 .普通混凝土的抗裂性差混凝土的极限拉伸应变只有0.00010.0015，此时钢筋应力只有2030N/mm2，而且也不明显提高混凝土的强度2 .高强度材料在结构的重大使用性能差、大跨度结构中使用时，为了满足挠曲控制的要求，必须增大截面尺寸增大刚性，构件的承载力大部分用于承担结构的自重。 跨度越大，自重在承载力中所占的比例越大，不经济、不合理甚至不可能。

2、如果构件采用高强度钢筋，则载荷下的钢筋工作应力将大幅提高，如果弯曲和龟裂宽度远远超过允许值的拉伸区的最大龟裂在0.3mm以内，则钢筋的拉伸力将达到150250N/mm2，高强度钢筋的拉伸强度设定修正值(10001300n/mm2) 用混凝土的抗压强度补偿抗拉强度的不足，使抗拉区的混凝土的裂纹延迟，即，在部件受到外载荷之前，是否存在用于降低或抵消外载荷作用时产生的抗拉应力的应力状态(预备应力)，实际施加应力的概念例如，预应力混凝土结构的基本原理，即所谓的预应力混凝土，事先人为地向混凝土和钢筋混凝土导入内应力，其数值和分布正好可以使用负荷产生的应力抵消适当程度的混凝土。 例如，预先对混凝土或钢筋混

3、凝土梁的拉伸部施加压缩应力，制造人为的应力状态。 此应力的大小和分布规律有助于抵消由使用载荷产生的拉伸应力。 因此，混凝土构件不会因使用负荷而破裂、延迟破裂、或减小破裂宽度。 这种预先在混合土中导入内部应力的结构称为预应力混合土结构。 预应力混凝土的特点，预应力混凝土由于事先人为施加压力，在受力方面有许多与普通混凝土结构不同的特点。 然而，在正常配筋范围内，预应力混凝土梁的断裂弯矩主要与构筑材料的性能有关，拉伸筋是否受到拉伸应力的影响较小。 其破坏力矩值与一般钢筋混凝土在相同条件下的破坏力矩值大致相同。 这表明预应力混凝土结构不能创造超过其本身材料强度能力的奇迹，大大改善了普通应用阶段结构的工

4、作性能。原理分析，以预应力混凝土简支梁为例，说明了预应力混凝土结构的基本原理。 如图所示，在负荷作用之前，预先对梁的受压区域施加偏心压力Ny，使梁下缘混凝土产生预压应力hyx，使梁上缘产生预压应力hy上缘： hys Ny- Ny.e/(bh2/6)下缘： hyxny.e (bh2/6)这样，通过预压力Ny和外载荷p的协作，梁上、下缘的总应力成为上述两个应力的重叠： s=。 混凝土梁由于外荷p而在下边缘产生的拉伸应力全部(或一部分)抵消，能够避免混凝土产生龟裂(或限制龟裂的大小)，混凝土梁能够在整个截面上参与工作。这相当于改善梁中混合土的拉伸性能，可以达到能够活用高强度钢材性能的目的。预应力混凝

5、土的分类、1 .预应力大小、全部预应力、部分预应力、2 .施加应力的方法、先张法预应力、后张法预应力、自应力预应力、3 .预应力筋的粘结状态、粘结预应力分为两种特点钢铰链线比一根钢丝直径大，但具有一定的柔软性，施工方便，不降低强度。 (2)应力消除钢丝低温回火处理后的钢丝称为应力消除钢丝。 解释：高碳钢经过多次冷拔，存在较大的内应力，需要采用低温淬火去除内应力。 外形分为光面、切口及螺旋肋3种，用p、I、h表示。 (3)对热处理钢筋用热轧中的碳钢进行调质热处理的高强度钢筋。 特点：具有强度高、松弛小等特点，采用圆盘形式供给，省去对接焊接和整直等工序，施工方便。 有2物理屈服点的钢筋冷拉伸低合金

6、钢是使用热轧钢筋冷拉伸后得到的。 特点钢筋冷拉后屈服强度提高，塑性降低。 冷拉钢筋可以提高拉伸强度，即使将钢筋用于压坏也不会提高强度。 规范提倡优先采用强度高、性能好的预应力钢筋(钢丝、钢铰链线)。 注：冷拔钢筋可同时提高抗拉强度和抗压强度。 钢筋的冷拔和冷拔，1 .钢筋的冷拔在常温下将有明显流动幅度的钢筋拔出到强化阶段k点，然后卸载，卸载的钢筋沿k直线恢复到0，产生残留在钢筋上的变形00。 再拉伸时，应力应变曲线沿0kd变化，拐点比冷拉伸前屈服点b高，但流幅不明显。 时效硬化冷拔后，停留相当时间或高温作用再拉伸的话，曲线会沿着0kk变化，拐点会上升到k点。 工程应用：在提高钢筋屈服强度的同时

7、，延长钢筋长度，节约钢材。 2钢筋的冷拔直径68mm的钢筋在常温下用比自身直径小0.51mm的钨金拔丝模冷拔而成。 钢筋通过拉线型后受到较大的侧向挤压产生塑性变形，钢材内部强烈变化，提高钢筋的强度。 按照规范，预应力混凝土结构的强度等级不应低于C30，采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋时，预应力混凝土结构的强度等级不应低于C40。 剖面形状和尺寸通常为梁高度h=(1/20 1/14) l 0，也可以取非预应力梁高度的70%左右。在梁腹宽b=(1/10 1/6)h (越小越好)的情况下，剖面的长宽比越小越好，凸缘和腹板的厚度预应力方法根据预应力筋拉伸时间的前后，习惯将预应力方法分为先张法和后张法，先施

8、工，(a )配置钢筋，(b )拉伸钢筋、临时固定，然后浇注混凝土，(c )养护后切断钢筋， 1 2 .主要拉伸程序：首先在台座上按照规定的设定修正要求拉伸钢筋至控制应力，用锚固混凝土，切断达到设定修正强度的75%以上放松的钢筋。 3、特点：施工简单，粘结力自锚，无需消耗特制锚，临时锚可重复使用(一般称为工具式锚或夹具)，批量生产时经济、质量稳定。 用于中小型零件的工厂化生产。 后张法(有粘结预应力)，先浇注混凝土，等到混凝土达到设定强度的75%以上后，再拉伸钢筋(钢筋束)。1其主要拉伸步骤：浇注混凝土拔管以填补管制孔，维护钢筋拉伸锚固灌浆(防止钢筋生锈)。 2力传递途径：用锚杆阻止钢筋的弹性回

9、弹，使截面混凝土得到预压应力。 3特点：该方法设备简单，不需要拉底座，生产灵活，但需要可靠的锚固和千斤顶，锚固用钢量大，适合大型构件现场施工。 这种做法是钢筋和混凝土合为一体，被称为有粘合力的预应力混凝土。 有粘接力的预应力混凝土，由于粘接力(电阻)的作用，预应力钢筋的拉伸应力降低，混凝土的压缩应力降低，因此需要在降低该粘接力上下功夫。 后张法不粘结预应力混凝土，2.3.1拉伸工艺：预应力钢筋沿全长外观涂抹沥青毡等润滑防锈材料，制成塑料套或套筒(预应力钢筋和混凝土不建立粘结力) 2.3.2特点：施工时与普通混凝土相同，无钢筋进入设置修正位置的预应力混凝土，有效的预压应力增大，降低成本，适用于跨

10、度大(6m )曲线钢筋的梁体，预应力大未粘接的钢绞线用防腐蚀润滑脂涂在钢绞线的表面，由外塑料护套制成的混合土膨胀时，配置在身体上的预应力筋被拉伸，混合土本身因膨胀而受到钢筋约束，同时得到预压应力。 2力传递路径：由于混凝土自身的膨胀，拉伸钢筋而产生的预应力。 这种混凝土自身膨胀拉伸钢筋产生的预应力称为自应力，采用这种方法的预应力混凝土称为自应力混凝土。 我国现在用自应力混凝土大规模生产插座管道，最大直径达到1200mm。 先张法、预应力是通过混凝土和钢筋之间的粘合力传递的，后张法、预应力是通过构件的两端锚固实现的，比较对象、后张法、抗震设施修正2在弯曲屈服部位或抗震结构出现大非弹性变形的部位，

11、植筋锚固的使用要慎重3植筋锚固区的混凝土除了强度要求外，混凝土还需要可靠的横向约束。 4植筋锚固长度的确定，应该根据考虑到确实的多因素影响的试验来确定钢筋锚固长度的值，如果没有确实的试验依据则应该根据现行的规范规定值来采用。 耐久性、1预应力混凝土结构裂缝问题近年来，钢材强度随着科技进步而逐渐提高，为发展高效混凝土提供了现实基础。 目前，预应力科学广泛应用于土木、水利等工程。 与普通混凝土一样，预应力混凝土在长期使用过程中，其性能也随着时间的推移而逐渐衰退，其本质是预应力混凝土结构耐久性的问题。 受施工技术等各方面的影响，可能会发生各种各样的裂缝，一部分裂缝在投入前也会发生。 预应力混凝土结构

12、常见裂缝有横向裂缝、纵向裂缝、腹板斜裂缝、表面裂缝等。 是。 耐久性，1横裂缝的横裂缝在运营期间中发生的情况多，由于过载等各种各样的原因，预应力的损失超过设定订正预想，有可能招致横裂缝的发生。 此外，由于徐变上拱的产生和发展，梁的上翼缘也产生横向裂缝，随着徐变的发展，桥的负荷较大时，该裂缝又暂时封闭。 施工期间发生横向裂缝主要是控制不当，如基础下沉、施加预应力延迟、受到冲击等。 2竖向裂缝竖向裂缝是预应力梁最严重的裂缝。首先，预应力筋拉伸是预应力简支梁预制过程中最重要的工序，拉力设定修正值由修正算法决定。 拉伸过大时，梁体的上凸缘混合土发生纵裂纹，有可能在下凸缘发生。 3腹板斜裂一般情况下，修

13、订者重视正截面强度，斜截面强度或主拉伸应力在支撑台附近的梁体下部形成弯矩和剪切力产生的剪应力为倾斜方向的主拉伸应力，当主拉伸应力超过混凝土的拉伸强度时，会产生与主拉伸应力垂直的倾斜方向裂缝。 4表面裂缝预应力构件在预制时容易产生裂缝，其原因是混凝土配合比不合适，施工和容易性控制不严格，除个别部位混凝土浇筑不均匀外，钢筋保护层偏差影响较大。 最常见的是养护中升降温过快，应力混凝土结构的应力腐蚀破坏，金属应力腐蚀破坏的基本概念应力腐蚀破坏是金属结构在拉伸应力和腐蚀环境的共同作用下引起的破坏。 两者必不可少，互相促进，但不能单纯配合。 应力腐蚀破坏是危害最大的腐蚀形态之一，发生这种腐蚀必须同时具备一

14、些条件：特定环境(包括介质成分、浓度、杂质和温度)、足够大的拉伸应力(超过一定的极限值)、特定的合金成分和组织(晶粒大小、晶粒取向、 总之，应力腐蚀与环境因素、力学因素和冶金因素密切相关。 金属无裂纹、无缺陷时，应力腐蚀破坏分为三个阶段。 萌芽阶段，即腐蚀引起的裂缝或坑的阶段，即导致应力集中的裂缝源的培育阶段。 其次，是裂纹发展的阶段，即裂纹源和坑达到每单位面积极限应力所能承受的最大负荷的阶段。 最后是失稳破坏的阶段。 前阶段应力的影响小，时间长，约占断裂时间的90，后阶段时间短，总断裂的10。 有裂纹时，应力腐蚀破坏过程只有裂纹扩展阶段和失稳快速破坏两个阶段。 根据应力混凝土结构的应力腐蚀条

15、件，(1)金属腐蚀学的基本原理，在金属材料未腐蚀的条件下，对于光滑构件，只有材料的拉伸应力低于拉伸强度时才会发生断裂。 但是，在应力腐蚀条件下，即使相同的材料在拉伸应力腐蚀条件下，当拉伸应力低于拉伸强度时，也会引起应力腐蚀裂纹的产生和发展。 预应力混凝土结构中的拉伸应力是由冷加工焊接或机械约束引起的残馀应力，或在使用条件下的施加引起的应力腐蚀的拉伸应力值一般低于材料的屈服极限。 拉伸预应力筋时，会在自截面中创建大于应力腐蚀阈值应力的拉伸应力。 (2)侵蚀性介质的存在，特别是腐蚀介质，是应力腐蚀破坏的发生所必需的，只有在一定的合金和一定的环境组合的情况下才会发生这样的腐蚀破坏。 预应力混凝土结构中的高强度钢丝、钢绞线为低碳钢，在NaOH水溶液、醋酸水溶液、氨、碳酸盐和中碳盐溶液、海洋大气、工业大气、浓硝酸、硝酸和硫酸的混合酸介质中，可能发生应力腐蚀破坏(3)金属的应力腐蚀敏感性合金和含杂质的金属为纯金属是。 (4)预应力钢筋表面存在局部缺陷的预应力钢筋在拉伸应力的作用下，像龟裂一样引起局部腐蚀的介质上产生核。 钢丝、钢绞线的所有可能缺陷和涂层保护膜上的亚微裂纹可能是裂纹为核心的地方，它们显着提高了预应力筋的应力腐蚀趋势。裂缝成为核的话，裂缝和坑内部就会发生堵塞电池的腐蚀，裂缝内