文档介绍：混凝土结构原理及应用
教学层次:工程硕士
主讲:范涛

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成都理工大学环境与土木工程学院
混凝土结构原理及应用
第一篇混凝土结构原理
1. 绪论

第二篇混凝土结构的应用
1. 混凝土结构的鉴定与加固

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5. 预应力混凝土结构
第一节概述
第二节施加预应力的方法
第三节预应力混凝土材料及锚夹具
第四节张拉控制应力和预应力损失
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第一节概述
一、钢筋混凝土的缺点
1)抗裂度差,使用荷载作用下易开裂;
2)难以采用高强度的钢筋;
3)自重大,对高层和大跨度结构不利。
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。
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第一节概述
一、钢筋混凝土的缺点
★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。
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第一节概述
二、预应力的基本概念
为了避免普通钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,充分利用高强度材料,可以设法在结构构件受外荷载作用前,预先对由外荷载引起的混凝土受拉区施加压力,以此产生的预压应力来减小或抵消外荷载所引起的混凝土拉应力,从而,使结构构件的拉应力不大,甚至处于受压状态,也就是可借助于混凝土较高的抗压能力来弥补其抗拉能力的不足。
这种在构件受荷载以前预先对混凝土受拉区施加压应力的结构称为“预应力混凝土结构”。
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第一节概述
二、预应力的基本概念
现以右图所示预应力简支梁为例,说明预应力混凝土的基本概念。
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第一节概述
二、预应力的基本概念
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。
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第一节概述
预应力的概念和方法在人们日常生活和生产中早已有所应用。传统木器中的木桶、木盆都是利用桶箍将一块块的壁板箍成一个整体。没有桶箍,壁板很容易散开(相当于混凝土的抗拉强度很低);桶箍把壁板箍紧(相当于给混凝土施加预应力),就使得壁板之间不容易分离。
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第一节概述
现代预应力结构的应用
1)大跨度结构:大跨度桥梁、体育馆、车间和飞机库等大跨度的建筑屋盖、高层建筑结构的转换层等。
2)对抗裂右特殊要求的结构:压力容器、应力管道、水工或海洋建筑,还有冶金、化工厂的车间。构筑物等。
3)某些高耸建筑结构:水塔、烟囱、电视塔等。
4)某些大量制造的与之构件:预应力空心板、预应力预制桩等。
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