文档介绍：混凝土结构设计原理
第9章预应力混凝土构件
教材作者:李方圆
课件制作:李方圆
主要内容:
预应力混凝土的概念及其与普通钢筋混凝土的区别
预应力混凝土构件(包括轴心受拉、受弯构件)设计
构造要求
重点:
预应力混凝土的基本概念
各项预应力损失的意义、计算方法、减小措施
预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力状态、设计计算方法
第九章预应力混凝土构件
1 一般概念
预应力混凝土(prestressed concrete)是在混凝土构件承受外荷载之前,对其受拉区预先施加压应力。这种预压应力可以部分或全部抵消外荷载产生的拉应力,因而可减少甚至避免裂缝的出现。
第九章预应力混凝土构件
预应力混凝土的基本知识
预应力混凝土受弯构件
第九章预应力混凝土构件
预应力混凝土的基本知识
通过人为控制预压力Np的大小,可使梁截面受拉边缘混凝土产生压应力、零应力或很小的拉应力,以满足不同的裂缝控制要求,从而改变了普通钢筋混凝土构件原有的裂缝状态,成为预应力混凝土受弯构件。
美国混凝土协会(ACI)对预应力混凝土下的定义是:“预应力混凝土是根据需要人为地引入某一数值与分布的内应力,用以全部或部分抵消外荷载应力的一种加筋混凝土”。
2 施加预应力的方法
通常通过机械张拉钢筋给混凝土施加预应力。按照施工工艺的不同,可分为先张法和后张法两种。
先张法
在浇灌混凝土之前张拉预应力钢筋,故称为先张法(pretensioning type)。可采用台座长线张拉或钢模短线张拉。
先张法构件是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的。此方法适用于在预制厂大批制作中、小型构件,如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等。
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预应力混凝土的基本知识
第九章预应力混凝土构件
先张法构件制作
预应力混凝土的基本知识
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后张法
在浇灌混凝土并结硬之后张拉预应力钢筋,故称为后张法(post-tensioning type)。
后张法构件是依靠其两端的锚具锚住预应力钢筋并传递预应力的。因此,这样的锚具是构件的一部分,是永久性的,不能重复使用。此方法适用于在施工现场制作大型构件,如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁等。
预应力混凝土的基本知识
第九章预应力混凝土构件
后张法构件制作
预应力混凝土的基本知识
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3 锚具
锚具是锚固预应力筋的装置,它对在构件中建立有效预应力起着至关重要的作用。先张法构件中的锚具可重复使用,也称夹具或工作锚;后张法构件依靠锚具传递预应力,锚具也是构件的组成部分,不能重复使用。
对锚具的要求是:安全可靠,使用有效、节约钢材及制作简单。
锚具按其构造形式及锚固原理,可以分为三种基本类型:锚块锚塞型锚具;螺杆螺帽型锚具;镦头型锚具。
预应力混凝土的基本知识
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4 预应力混凝土的材料
钢筋
预应力混凝土结构中的钢筋包括预应力钢筋(prestressing tendon)和非预应力钢筋(ordinary steel bar)。
非预应力钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用RRB400级钢筋。
由于通过张拉预应力钢筋给混凝土施加预压应力,因此预应力钢筋首先必须具有很高的强度,才能有效提高构件的抗裂能力。规范规定,预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、消除应力钢丝及热处理钢筋。
混凝土
规范规定,预应力混凝土结构(prestressed concrete structure)的混凝土强度等级不应低于C30;当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时,混凝土强度等级不宜低于C40。
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