文档介绍：第八章预应力混凝土结构
本章讲述了预应力混凝土的基本知识、预应力混凝土构件设计的一般规定、预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析、预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算、预应力混凝土受弯构件的应力分析与设计计算以及预应力混凝土的构造要求。
普通钢筋混凝土结构的缺点
混凝土受拉构件、受弯构件、大偏心受压构件等,在各种荷载作用下,都存在受拉区。当荷载不是太大时,上述构件中将出现裂缝。
,则钢筋应力在开裂时的值约为:
σs=Esεs=Esεctu=2×105×=30N/mm2
钢筋混凝土构件的另一大缺点是不能采用高强度钢筋。
值得提到的是:提高混凝土强度等级对构件抗裂性所起的作用也是极其有限的,因为各等级混凝土的极限抗拉应变相差不大;增加构件截面尺寸能提高抗裂性,但所需混凝土多,构件自重大。
一、预应力混凝土构件的受力特征
1,木桶箍的原理
2,所谓预应力混凝土就是在混凝土构件承受使用荷载前的制作阶段,预先对使用阶段的受拉区施加压应力,造成一种人为的应力状态。
当构件承受使用荷载而产生拉应力时,首先要抵消混凝土的预压应力,然后随着荷载的增加,受拉区混凝土产生拉应力。因此,可推迟混凝土裂缝的出现和开展,以满足使用要求。这种在结构构件承受荷载以前预先对受拉区混凝土施加压应力的结构构件,就称为预应力混凝土构件。
第一节预应力混凝土的基本概念
,一简支梁在承受外荷载之前,预先在梁的受拉区施加一对大小相等、方向相反的集中力P,(a),下边混凝土纤维的压应力为σpc;
仅在使用荷载作用下,(b),跨中截面下边缘混凝土的拉应力为σt;
当两种应力状态相互叠加时((c)所示),梁跨中下边缘的应力可能是数值很小的拉应力,也可能是压应力,甚至应力为零,视施加压力P和荷载的相对大小而定。
预应力混凝土构件
3 ,预应力混凝土的受力特征
。:
(1) 对混凝土构件施加预应力可以提高构件的抗裂性。
(2) 预应力的大小可人为地根据需要调整。
(3) 在使用荷载作用下,构件在开裂前处于弹性工作阶段。材料力学的公式完全适用。
(4) 施加预应力对构件正截面承载力无明显影响。但预应力对斜截面承载力有一定提高。
简支梁荷载挠度曲线
4,受拉预应力混凝土的受力分析
5,预应力混凝土构件的受力特征
1)构件的抗裂性得到提高
2)预应力的大小可以调整
3)在使用荷载下,预应力混凝土构件基本处于弹性阶段
6,预应力混凝土构件的优缺点
预应力混凝土构件的抗裂性能远高于普通钢筋混凝土构件,增加了混凝土结构的使用范围;在使用荷载作用下一般不出现裂缝,构件的耐久性好、刚度大、变形也小;能充分利用高强度钢筋和高强度混凝土,减少了钢筋用量,截面小,减轻了构件自重,从而为混凝土结构用于大跨度结构创造了良好的条件;预应力技术的采用,也为装配式结构提供了良好的装配、拼装手段,可通过纵、横方向施加预应力钢筋,把装配式结构连成理想的整体。
其主要缺点是施工设备要求高,施工较复杂,设计计算较繁。
二、施加预应力的方法
1,先张法
先张法是指首先在台座上或钢模内张拉钢筋,并作临时锚固,然后浇筑混凝土。待混凝土达到一定强度后剪断或放松钢筋。钢筋剪断后将产生弹性回缩,但钢筋与混凝土之间存在着粘结力,混凝土就会阻止钢筋回缩而混凝土本身受到预压应力。
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