[教育]預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)ppt

1、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),,西班牙盧納橋（跨度440米）,銅陵長(zhǎng)江大橋,普通混凝土缺陷,大跨度梁裂縫處理,,解決辦法（無效） 1、加大截面尺寸 2、提高材料強(qiáng)度,終極解決辦法：預(yù)應(yīng)力技術(shù),腐蝕性物質(zhì)容器、鋼筋防銹處理,第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念,一、 預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念和基本原理,1.基本概念 普通鋼筋混凝土構(gòu)件在荷載作用下通常是帶裂縫工作的，導(dǎo)致構(gòu)件剛度降低，不適應(yīng)于采用高強(qiáng)鋼筋；解決這些問題的有效途徑是采

2、用預(yù)應(yīng)力混凝土。 預(yù)應(yīng)力混凝土是指在構(gòu)件承受荷載以前，用某種方法預(yù)先在構(gòu)件的受拉區(qū)施加壓應(yīng)力的構(gòu)件。 預(yù)應(yīng)力混凝土可明顯提高構(gòu)件的抗裂性能和剛度。,,,3,,2.基本原理,,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算,,,4,預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理可用下圖說明。,二、預(yù)應(yīng)力混凝土的分類 1）根據(jù)張拉鋼筋與澆筑混凝土的先后次序分為先張法和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。 2）根據(jù)預(yù)應(yīng)力對(duì)構(gòu)件抗裂度的影響分為三種類型： 全預(yù)應(yīng)力混

3、凝土：在使用荷載作用下，不允許截面上混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力的構(gòu)件。屬嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，相當(dāng)于裂縫控制等級(jí)為一級(jí)的構(gòu)件。,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算,,,5,有限預(yù)應(yīng)力混凝土：在使用荷載作用下，允許截面上混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力，但不能超過混凝土的抗拉強(qiáng)度。屬一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，相當(dāng)于裂縫控制等級(jí)為二級(jí)的構(gòu)件。 部分預(yù)應(yīng)力混凝土：允許出現(xiàn)裂縫，但最大裂縫寬度不超過限值的構(gòu)件。屬允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。相當(dāng)于裂縫控制等級(jí)為三級(jí)的構(gòu)件

4、。 3）根據(jù)鋼筋與混凝土之間是否有粘結(jié)力分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混土。,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算,,,6,三、預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)：,優(yōu)點(diǎn)：1）提高構(gòu)件的抗裂度和剛度； 2）可充分利用高強(qiáng)度材料，減小構(gòu)件重；,缺點(diǎn)：1）工藝較復(fù)雜； 2）預(yù)應(yīng)力反拱度不易控制； 3）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)較復(fù)雜。,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算

5、,,,7,第二節(jié) 預(yù)加應(yīng)力的方法,一、先張法,,（a）穿鋼筋,（b）張拉鋼筋,（c)澆筑混凝土,（d）切斷鋼筋，鋼筋回縮混凝土受壓,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算,,,8,二、后張法,（a）澆砼，預(yù)留孔道，穿筋,（b）安裝千斤頂,（c）張拉鋼筋,（d）錨固、灌漿,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算,,,9,三、后張法無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算,,,10,（1）無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋 在鋼筋的外表面涂以瀝清、油脂或

6、其他潤(rùn)滑防腐材料，以減小摩擦力并防銹蝕，外套塑料套管或以紙帶、塑料帶包裹，以防止施工中碰壞涂層，并使之與周圍混凝土隔離，張拉時(shí)可沿縱向發(fā)生相對(duì)滑移的后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋。,,后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件需要預(yù)留孔道、穿鋼筋、灌漿，且預(yù)留孔道和灌漿較麻煩，灌漿不密實(shí)易造成事故隱患。采用后張法無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)可克服這些缺點(diǎn)。,（2）施工工序 1）制作無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋; 2）將無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋象普通鋼筋一樣按設(shè)計(jì)位置敷設(shè)在鋼筋骨架內(nèi)，并

7、與普通鋼筋一起綁扎形成骨架，然后澆筑混凝土并養(yǎng)護(hù); 3）當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度后，利用構(gòu)件本身作為臺(tái)座張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，張拉到設(shè)計(jì)應(yīng)力后，用錨具錨固在構(gòu)件上。,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算,,11,,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋,第三節(jié) 預(yù)應(yīng)力混凝土材料及錨夾具,,? 混凝土,,高強(qiáng)度,收縮、徐變小,快硬、早強(qiáng),? 預(yù)應(yīng)力鋼筋,高強(qiáng)度,較好的塑性,良好的加工性能,應(yīng)力松弛損失低,較好的粘結(jié)性能,一、預(yù)應(yīng)力混凝土材料,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝

8、土構(gòu)件計(jì)算,,,12,預(yù)應(yīng)力鋼絞線,*夾具：主要依靠摩擦力來夾住鋼筋，它不留在構(gòu)件上，剪斷預(yù)應(yīng)力筋后夾具的作用即消失,*錨具：永久地留在構(gòu)件上，如錨具失效構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力將全部消失。,,,二、錨具和夾具,錨具（一）,錨 具（二）,錨具（三）,張拉設(shè)備,第四節(jié) 張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失,張拉控制應(yīng)力?con ：張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，張拉設(shè)備所顯示的總張拉力除以被張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積所得的應(yīng)力值。,張拉控制應(yīng)力?con取值：主要與采用的張

9、拉方法和預(yù)應(yīng)力鋼筋種類有關(guān)。取值見《規(guī)范》或教材表所列。,,一、張拉控制應(yīng)力?con,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算,,,16,張拉控制應(yīng)力的取值,二、預(yù)應(yīng)力損失及其組合,第十章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件計(jì)算,,,17,（一）預(yù)應(yīng)力損失,預(yù)應(yīng)力損失：由于張拉工藝和材料特性等原因，從張拉鋼筋開始直到構(gòu)件使用的整個(gè)過程中，經(jīng)張拉所建立起來的鋼筋預(yù)應(yīng)力將逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。,產(chǎn)生范圍：先張法構(gòu)件、后張法構(gòu)件。減小措施：（1）選擇變

10、形小或預(yù)應(yīng)力筋滑動(dòng)小的錨具、夾具，并盡量減少墊板的數(shù)量；（2）對(duì)于先張法張拉工藝，選擇長(zhǎng)的臺(tái)座。臺(tái)座長(zhǎng)度超過100m時(shí)，可忽略不計(jì)。,1.張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失,產(chǎn)生原因：由于經(jīng)過張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋被錨固在臺(tái)座或構(gòu)件上以后，錨具、墊板與構(gòu)件之間的縫隙被壓緊，以及預(yù)應(yīng)力鋼筋在錨具中的滑動(dòng)，造成預(yù)應(yīng)力鋼筋回縮而產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。,2.預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失。,產(chǎn)生原因：后張法構(gòu)件在預(yù)留孔道中張拉鋼筋時(shí)

11、，因鋼筋與孔道壁之間的接觸引起摩擦阻力而產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。 產(chǎn)生范圍：后張法構(gòu)件。 減少措施： （1）采用兩端張拉； （2）采用“超張拉”工藝。其工藝程序?yàn)椋?0,,1.05?con停2分鐘,,?con,3. 混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋與臺(tái)座間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失,產(chǎn)生原因：當(dāng)先張法構(gòu)件進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，隨著鋼筋溫度升高，其長(zhǎng)度也增加（由于新澆混凝土尚未結(jié)硬，不能約束鋼筋增長(zhǎng)），而臺(tái)座長(zhǎng)度固定不變，因此張拉后的鋼筋變

12、松，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力降低。降溫時(shí)混凝土和鋼筋已粘結(jié)成整體，二者一起回縮，鋼筋的應(yīng)力不能恢復(fù)到原來的張拉應(yīng)力值。 產(chǎn)生范圍：采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的先張法構(gòu)件。,減少措施： (1)蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)采用兩次升溫養(yǎng)護(hù)，即第一次升溫至20℃，恒溫養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度達(dá)到7－10N/mm2 時(shí)，再第二次升溫至規(guī)定養(yǎng)護(hù)溫度。 (2)在鋼模上張拉，將構(gòu)件和鋼模一起養(yǎng)護(hù)。此時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋和臺(tái)座間不存在溫差，故溫差損失為0。,3. 混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼

13、筋與臺(tái)座間溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失,4. 預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松馳引起的預(yù)應(yīng)力損失,產(chǎn)生原因：預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松馳引起的預(yù)應(yīng)力損失實(shí)際上是鋼筋的應(yīng)力松馳和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失的統(tǒng)稱。產(chǎn)生范圍：先張法構(gòu)件、后張法構(gòu)件。減小措施： (1)采用應(yīng)力松馳損失較小的鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋； (2)采用“超張拉”工藝。,5. 混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失,產(chǎn)生原因：由于混凝土的收縮和徐變使構(gòu)件長(zhǎng)度縮短，被張緊的鋼筋回縮而產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。此項(xiàng)預(yù)應(yīng)

14、力損失是各項(xiàng)損失中最大的一項(xiàng)，在直線預(yù)應(yīng)力配筋構(gòu)件中約占總損失的50％，在曲線預(yù)應(yīng)力配筋構(gòu)件中約占30％左右。 產(chǎn)生范圍：先張法構(gòu)件、后張法構(gòu)件。,減少措施： (1)設(shè)計(jì)時(shí)盡量使混凝土壓應(yīng)力不要過高； (2)采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥，以減少水泥用量，同時(shí)嚴(yán)格控制水灰比； (3)采用級(jí)配良好的骨料，增加骨料用量，同時(shí)加強(qiáng)振搗，提高混凝土密實(shí)性； (4)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，使水泥水化作用充分，減少同的收縮。有條件時(shí)宜采用

15、蒸汽養(yǎng)護(hù)。,5. 混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失,6. 環(huán)形構(gòu)件采用螺旋預(yù)應(yīng)力筋時(shí)局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失,產(chǎn)生原因：由于構(gòu)件環(huán)形配筋時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋將混凝土局部壓陷，使構(gòu)件直徑減小而產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。 產(chǎn)生范圍：直徑d≤3m的后張法構(gòu)件中。,預(yù)應(yīng)力總損失的下限值,,先張法構(gòu)件： ?l?100N/mm2,后張法構(gòu)件： ?l?80N/mm2,五、預(yù)應(yīng)力損失值 預(yù)應(yīng)力損失的組合,荷載平衡 預(yù)加應(yīng)力可以認(rèn)為是對(duì)混凝土構(gòu)件預(yù)先施加

16、與使用荷載相反方向的荷載，以抵消（或稱平衡）部分或全部工作荷載 ，該荷載稱反荷載或等效荷載 。,預(yù)應(yīng)力混凝土的一般原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,反荷載或等效荷載的概念對(duì)于二次拋物線預(yù)應(yīng)力筋 ，平衡均布荷載 產(chǎn)生的彎矩,,,,,q,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,