预应力混凝土结构的原理概念.pptx
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1、东南大学远程教育预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理第第 七十七十 讲讲主讲教师:主讲教师:曹双寅曹双寅 舒赣平舒赣平预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (1/16)内容提要(内容提要(1/1)一、预应力混凝土的基本概念 二、预应力混凝土材料及锚夹具 三、张拉控制应力和预应力损失 四、预应力的传递和局部承压 五、本章要点 第第7070讲讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (2/16)一、预应力混凝土的基本概念一、预应力混凝土的基本概念(1/5)1、预应力的概念(1)预应力:受荷载前预先对混凝土施加(压)应力(2)工作原理:预压力可减少甚至抵消荷载产生的拉力 2
2、施加预应力的目的(1)将混凝土变成弹性材料预应力是改变混凝土性能的手段无裂缝混凝土可用材料力学方法(2)利于使用高强钢材极限状态:承载力、裂缝、挠度问题:钢筋混凝土结构不能充分利用高强钢筋!(3)预加应力的目的是荷载平衡 预先施加与使用相反的荷载,抵消部分或全部外荷载 第第7070讲讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (3/16)一、预应力混凝土的基本概念一、预应力混凝土的基本概念(2/5)3、预加应力的效果(1)预应力混凝土梁与钢筋混凝土梁的比较裂缝及变形:裂缝迟、裂宽小;刚度大,反拱,挠度很小。钢筋应力变化(工作机理)相同处:弯矩由钢筋和混凝土合力组成的力矩平衡不同处:RC梁
3、主要靠钢筋应力的增加,内力臂的变化不大 PC梁主要靠内力臂增加,预应力筋处于高应力裂缝闭合:超载时可能开裂,但卸载后裂缝会闭合预应力被克服后:没有本质的不同,承载力与RC相同材料:预应力构件能较充分地利用高强材料 第第7070讲讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (4/16)一、预应力混凝土的基本概念一、预应力混凝土的基本概念(3/5)(2)预应力混凝土结构的优点不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展,提高结构的耐久性合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土提高结构或构件的刚度,使混凝土结构的应用范围扩大施加预应力是对结构作了一次检验,有利于保证质量重复荷载下的抗疲劳性能较好。具有良好的裂缝
4、闭合性能。提高抗剪性能 第第7070讲讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (5/16)一、预应力混凝土的基本概念一、预应力混凝土的基本概念(4/5)4、预加应力的方法(1)先张法方法:在混凝土浇筑前张拉预应力筋主要工序:张拉钢筋并临时锚固;制作构件;放松钢筋预应力传递:通过预应力筋与混凝土之间的粘结力(2)后张法方法:直接在成型的构件上张拉预应力筋主要工序:制作构件并预留孔道;直接在构件上张拉;用锚具锚固预应力传递:锚具等 第第7070讲讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (6/16)一、预应力混凝土的基本概念一、预应力混凝土的基本概念(5/5)5、预应力混凝土分类
5、(1)按照预应力程度分 全预应力混凝土定义:在使用荷载作用下受拉区不出现拉应力优点:抗裂性好、刚度大和抗疲劳性能好缺点:费钢材;反拱大;预拉区开裂;延性差;施工费高部分预应力混凝土定义:在使用荷载作用下受拉区已出现拉应力或裂缝的优点:克服全预应力构件的不足,可合理控制裂缝(2)按照预应力筋与混凝土之间的粘结状态分有粘结:预应力筋沿全长与周围混凝土粘结无粘结:预应力筋沿全长与混凝土不粘结、发生相对滑动第第7070讲讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (7/16)二、二、预应预应力混凝土材料及力混凝土材料及锚夹锚夹具具(1/1)1 预应力混凝土材料(1)混凝土:高强度、低徐变、低收缩
6、(2)预应力筋:高强度、低松驰、具有一定的塑性(3)灌浆材料(一般采用纯水泥浆):强度、流动性2、预应力混凝土结构的锚夹具(1)锚具和夹具夹具:能够重复使用的锚具:留在构件上不再取下的(2)几种预应力筋常用的锚具 群锚锚具 JM型锚具 螺丝端杆锚具 镦头锚具 弗式锚具第第7070讲讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理(1)下一讲的主要内容下一讲的主要内容1、预应力的损失2、局部承压的验算东南大学远程教育结构设计原理结构设计原理第第 七十一七十一 讲讲主讲教师:主讲教师:曹双寅曹双寅 舒赣平舒赣平第第71讲:讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理(2)上一讲的内容上一讲的内
7、容1、预应力的概念和作用2、预应力混凝土构件和非预应力混凝土构件的异同处 正常使用方面、承载力方面、材料利用方面等3、预应力混凝土构件的分类 按照施工方法分、按照应力程度分、按照粘结状态分第第71讲:讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (8/16)三、张拉控制应力和预应力损失三、张拉控制应力和预应力损失(1/5)1 张拉控制应力con(1)定义:张拉设备控制的总张拉力除以预应力钢筋面积(2)要求不宜过低:使混凝土获得较高的预压应力不宜过高:构件开裂时的荷载与破获时的荷载接近 施工时(一束中)可能个别钢筋屈服或断裂规定:最小值:不宜小于0.4fptk 最大值:与材料和施工方法有关第
8、第71讲:讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (9/16)三、张拉控制应力和预应力损失三、张拉控制应力和预应力损失(2/5)2、预应力损失(1)定义及影响定义:由于工艺和材料等原因,初始预应力在将不断降低影响:会降低预应力的效果(2)损失原因、特点、影响因素、计算方法和减少措施锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失原因:锚具变形、缝隙压缩和钢筋在锚具中内缩滑移等特点:先、后张法均有,张拉端有锚固端无,瞬时完成计算模式:(对直线钢筋):减少措施:减少垫片数量,增加台座的长度 第第71讲:讲:预应力混凝土结构的原理预应力混凝土结构的原理 (10/16)三、张拉控制应力和预应力损失三、张拉
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