第11章+预应力溷凝土构件

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1、第11章预应力混凝土构件11.1概述11.2施加预应力的方法11.3预应力混凝土的材料及锚夹具11.4张拉控制应力和应力损失11.5预应力混凝土轴心受拉构件的计算11.6预应力混凝土受弯构件的计算11.7预应力混凝土构件的构造要求1.为什么要施加预应力?混凝土的抗拉强度低。（极限拉应变约为0.1*10-3~0.15*10-3；因此，对于不允许开裂的构件，受拉钢筋的应力仅能用到20~30N/mm2；对于允许开裂的构件，当钢筋的拉应力达到250N/mm2时，混凝土的裂缝宽度已达到0.2~0.3mm，构件的耐久性降低，为了满足构件挠度和裂缝宽度控制的要求，势必

2、要增大截面尺寸和配筋量，这将导致构件自重过大，不经济，甚至使钢筋混凝土构件用于大跨度或承受动荷载的结构成为不可能）混凝土的抗拉强度与抗压强度的比值随混凝土强度等级的提高而降低。在钢筋混凝土构件中采用高强钢筋和高强混凝土，两种材料均不能充分发挥作用。2.预应力混凝土的概念3.预应力混凝土的分类根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同，混凝土构件可分为：当时，称为全预应力混凝土；当时，称为有限预应力混凝土；当时，称为部分预应力混凝土；当时，称为钢筋混凝土；4.预应力混凝土的优缺点优点：改善结构的使用性能；提高构件的受剪承载力；提高构件卸荷后的变形和裂缝

3、的恢复能力；提高构件的疲劳承载力；可采用高强材料。缺点：构造、施工和设计均较钢筋混凝土构件复杂；构件的延性较钢筋混凝土构件差。1.先张法台座横梁锚固端张拉端张拉钢筋伸长混凝土压缩混凝土压缩2.后张法灌浆孔锚固端张拉端锚固灌浆3.无粘结预应力预应力钢筋非预应力钢筋预应力钢筋非预应力钢筋1.预应力混凝土材料对混凝土的要求:强度高；收缩、徐变小；快凝结、早强。≪规范≫规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C30；对采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋的预应力混凝土构件，特别是大跨度结构，混凝土强度等级不宜低于C40。对钢筋的要求：强度高；具有一定的塑性；（一般

4、要求极限伸长率要>4％）良好的加工性能；（可焊性、镦头）与混凝土具有较好地粘结。我国目前常用的预应力钢筋：钢绞线：13（公称直径8.6mm、10.8mm、12.9mm)；17（公称直径9.5~15.2mm)。极限抗拉强度标准值可达1570~1860N/mm2。钢丝：（公称直径4~9mm)。极限抗拉强度标准值可达1570~1770N/mm2。热处理钢筋：（公称直径6~10mm)。极限抗拉强度标准值可达1470N/mm2。2.锚具和夹具螺丝端杆锚具；镦头锚具；锥塞式锚具；夹片式锚具。对锚具的要求：安全可靠，锚具本身应具有足够的强度和刚度；应使预应力钢筋在

5、锚具内尽可能不产生滑移，以减少预应力损失；构造简单，便于机械加工；使用方便，省材料，价格低。1.张拉控制应力什么是张拉控制应力?张拉设备张拉预应力钢筋时所控制的总张拉力Np,con除以预应力钢筋截面面积Ap得到的应力称为张拉控制应力，用con表示。张拉控制应力con的取值直接影响预应力混凝土构件的使用效果。con越高，混凝土的预压应力越大，可以使预应力钢筋充分发挥作用。但是con过高，则可能引起下列问题：为什么张拉控制应力不宜过高?con越高，构件的开裂承载力与极限承载力越接近，构件延性较差；当进行超张拉时，可能使个别钢筋的应力超过屈服强度而产

6、生永久变形或脆断；使预应力钢筋的松驰损失增大。根据长期设计和施工经验《规范》规定，在一般情况下，张拉控制应力不宜超过表11－1的限值。注:预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋的张拉控制应力值不应小0.4fptk。符合下列情况之一时，表11－1中的张拉控制应力限值可提高0.05fptk：要求提高构件在施工阶段的抗裂性能，而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋；要求部分抵消由于应力松驰、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。2.预应力损失1.锚固回缩损失l1预应力直线钢筋当张拉到con后，锚固时由于锚具和垫板的变形及其之间的

7、缝隙被挤压，以及预应力钢筋在锚具内的滑移引起的预应力损失l1（N/mm2)。(11-1)式中：－张拉锚具变形和钢筋内缩值（mm)，按表11－2取用；l－张拉端至锚固端之间的距离（mm)；Es－预应力钢筋的弹性模量（N/mm2)注：1.表中的锚具变形和钢筋内缩值也可根据实测数值确定；2.其他类型的锚具变形和钢筋内缩值应根据实测数值确定。注意锚具损失只考虑张拉端减少锚具损失l1的措施：选择锚具变形小或预应力钢筋内缩小的锚具、夹具，并尽量少用垫板，因每增加一垫板，a值就增加1mm；增加台座长度。因l1值与台座长度成反比，采用先张法生产构件，当台座长度为

8、100mm以上时，锚具损失l1可忽略不计。对于后张法构件曲线预应力钢筋或折线预