文档介绍：预应力混凝土结构的概念
一、钢筋混凝土结构的缺欠
,截面尺寸为200×450mm2,作用均布活荷载标准值qk=10kN/m,均布恒荷载gk=5kN/m。
第十章预应力混凝土结构
预应力混凝土的概念
第十章预应力混凝土结构
Prestressed Concrete Structure
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第十章预应力混凝土结构
预应力混凝土的概念
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★产生上述问题原因主要是因为混凝土的抗拉强度太低,导致受拉区混凝土过早开裂,截面抗弯刚度显著降低。
★钢筋混凝土梁应用于大跨度结构时,如为增加刚度而加大截面尺寸,会导致自重进一步增大,形成恶性循环。
★如增加钢筋来提高刚度,则钢材的强度得不到充分利用,造成浪费。
★采用高强钢筋,按正截面承载力要求可减少配筋,截面抗弯刚度基本与配筋面积成比例降低,故挠度变形控制难以满足。
★裂缝宽度与钢筋应力基本成正比,一般Ms=(~)My,如配筋按正截面承载力计算,Ms下sss=(~)fy。对于Ⅱ级钢筋,fy =300MPa,sss=150~210MPa,裂缝宽度已达(~ ) mm。如采用Ⅵ级高强钢筋,fy=580MPa,则sss= 290 ~406 MPa,裂缝宽度已远远超过容许限值。
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二、预应力的基本概念
第十章预应力混凝土结构
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由于预加应力spc较大,受拉边缘仍处于受压状态,不会出现开裂;
受拉边缘应力虽然受拉,但拉应力小于混凝土的抗拉强度,一般不会出现开裂;
受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度,虽然会产生裂缝,但比钢筋混凝土构件(Np =0)的开裂明显推迟,裂缝宽度也显著减小。
第十章预应力混凝土结构
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第十章预应力混凝土结构
预应力混凝土的概念
预应力混凝土的分类
预应力度λ:有效预压应力与使用荷载产生的应力之比:
λ=σpc/ σsc ( λ=M0/M λ=N0/N )
全预应力混凝土( λ≥1):当使用荷载作用下,不允许载面上混凝土出现拉应力的构件。相当于裂缝控制等级为一级的构件。
限值预应力混凝土( 1>λ≥1-γftk/ σsc ):当使用荷载作用下根据荷载效应组合情况,不同程度地保证混凝土不开裂的构件。相当于裂缝控制等级为二级的构件。
部分预应力混凝土( 1-γftk/ σsc >λ>0) :当使用荷载作用下,允许出现裂缝,但最大裂缝宽度不超过允许值的构件。相当于裂缝控制等级为三级,即允许出现裂缝的构件。
钢筋混凝土( λ=0)
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第十章预应力混凝土结构
◆在预应力混凝土发展的早期,大多按全预应力混凝土来设计。其抗裂性高、抗疲劳性能好、刚度大、设计计算简单。适用于对抗裂有很高要求的结构,如有防渗漏要求的压力容器(核反应堆压力容器和安全壳)、储液罐和在严重腐蚀环境下需防止钢材锈蚀的结构,以及承受高频反复荷载易产生疲劳破坏的结构。
◆但全预应力混凝土也存在着以下的缺点:
⑴对抗裂要求过高,导致预应力筋配筋量往往由抗裂要求控制,而不是由承载力条件确定;
⑵反拱过大,特别是在恒载小、活荷载大的情况下,混凝土处于长期高预压应力状态,引起徐变和反拱不断增长,以致影响结构的正常使用;
⑶从开裂到破坏的过程很短,且破坏后延性小;
⑷施加预应力大,对张拉设备、锚具等要求较高,制作费用高。
预应力混凝土的概念