第9章 预应力混凝土构件

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1、第9章预应力混凝土构件河南大学土木建筑学院土木工程系鲍鹏混凝土结构设计原理主要内容：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9章预应力混凝土构件1　预应力混凝土的概念预应力混凝土（prestressedconcrete）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9章预应力混

2、凝土构件§9.1概述预应力混凝土受弯构件§9.1概述第9章预应力混凝土构件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”。§9.1概述优点：提高构件的抗裂度，改善了构件的受力性能。因此适用于对裂缝要求严格的结构；由于采用了高强度混凝土和钢筋，从而节省材料和减轻

3、结构自重，因此适用于跨度大或承受重型荷载的构件；提高了构件的刚度，减少构件的变形，因此适用于对构件的刚度和变形控制较高的结构构件；提高了结构或构件的耐久性、耐疲劳性和抗震能力。第9章预应力混凝土构件§9.1概述2　预应力混凝土的优缺点缺点需要增设施加预应力的设备，制作技术要求较高，施工周期较长，构造，施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂，且延性也较差全预应力混凝土全预应力混全凝土是指在各种荷载组合下构件截面上均不允许出现拉应力的预应力混凝土构件。大致相当于裂缝控制等级为一级的构件。有限预应力混凝土有限预应力混凝土是按在短期荷载作用下，容许混凝土承受某

4、一规定拉应力值，但在长期荷载作用下，混凝土不得受拉的要求设计。相当于裂缝控制等级为二级的构件。第9章预应力混凝土构件§9.1概述3　预应力混凝土的分类部分预应力混凝土部分预应力混凝土是按在使用荷载作用下，容许出现裂缝，但最大裂宽不超过允许值的要求设计。相当于裂缝控制等级为三级的构件。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（pretensioningtype）。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

5、。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。第9章预应力混凝土构件§9.1概述3　张拉预应力钢筋的方法第9章预应力混凝土构件先张法构件制作§9.1概述第9章预应力混凝土构件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-tensioningtype）。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。§9.1概述第9章预应力混凝土构件后张法构件制作§9.1概

6、述*夹具：主要依靠摩擦力来夹住钢筋，它不留在构件上，剪断预应力筋后夹具的作用即消失*锚具：永久地留在构件上，如锚具失效构件中的预应力将全部消失。第9章预应力混凝土构件§9.1概述4、夹具和锚具预应力混凝土结构对钢筋的要求高强度预应力混凝土构件在制作和使用过程中，由于种种原因，会出现各种预应力损失，为了在扣除预应力损失后，仍然能使混凝土建立起较高的预应力值，需采用较高的张拉应力，因此预应力钢筋必须采用高强钢筋（丝）；具有一定的塑性为防止发生脆性破坏，要求预应方钢筋在拉断时，具有一定的伸长率；良好的加工性能即要求钢筋有良好的可焊性，以及钢筋“镦粗”后

7、并不影响原来的物理性能；与混凝土之间有较好的黏结强度先张法构件的预应力传递是靠钢筋和混凝土之间的黏结力完成的，因此需要有足够的黏结强度。5、预应力混凝土材料第9章预应力混凝土构件§9.1概述强度高预应力混凝土只有采用较高强度的混凝土，才能建立起较高的预压应力，并可减少构件截面尺寸，减轻结构自重。对先张法构件，采用较高强度的混凝土可以提高黏结强度，对后张法构件，则可承受构件端部强大的预压力；收缩、徐变小这样可以减少由于收缩、徐变引起的预应力损失；快硬、早强这样可以尽早施加预应力，加快台座、锚具、夹具的周转率，以利加快施工进度，降低间接费用。第9章预

8、应力混凝土构件§9.1概述预应力混凝土结构对混凝土的要求规范规定，预应力混凝土结构（prestressedconcretestructu