《预应力混凝土构》PPT课件

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1、第十章预应力混凝土结构简介本章内容：预应力混凝土结构构件。学习重点：预应力混凝土的工作原理，以及施加预应力的方法，预应力损失的种类及组合。本章提要预应力混凝土结构PrestressedConcreteStructure第十章预应力混凝土结构简介第一节预应力混凝土的基本概念混凝土的抗拉强度太低，导致受拉区混凝土过早开裂，或者裂缝宽度过宽，不满足适用性和耐久性的要求。混凝土的极限拉应变约为0.1-0.15×10-3，钢筋弹性模量为2×105N/mm2，则受拉钢筋的应力只能到20-30N/mm2，不能充分利用其强度；对允许开裂的构件，当受拉钢筋的应力达到250N/mm2

2、，裂缝宽度已达0.2-0.3mm。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。高强钢筋的使用，应力达500-1000N/mm2，裂缝宽度将很大，无法满足使用要求。epNspcsctNqsct-spc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。第一节预应力混凝土的基本概念普通钢筋混凝土中高强钢筋得不到充分利用，因而

3、采用高强钢筋是不经济的，而提高混凝土的强度等级对提高构件的抗裂性能的作用极其有限。为了更好地利用混凝土的抗压性能，避免混凝土过早的出现裂缝，采用预应力混凝土结构是最好的方法。1928年法国杰出的土木工程师E.Freyssnet发明了预应力混凝土。预应力混凝土已经广泛应用于工业与民用建筑及交通运输建筑中。例如：预应力空心楼板、屋面大梁、屋架、吊车梁、预应力桥梁、铁路轨枕等。在水工建筑中也用来修建码头、闸门、调压室、压力水管、工作桥、水电站厂房的屋面梁及吊车梁等结构构件，也可用预加压力的方法来加固大坝、衬砌隧洞等。第一节预应力混凝土的基本概念预应力钢筋的下端锚固在坝基

4、下的岩石中，在坝顶用千斤顶张拉钢筋，然后加以锚固。能使坝体的上游面产生预压应力，以抵消因水压作用而产生的拉应力。大大减缩坝体截面和增加坝体的稳定性。在水利水电工程的应用：马鞍山水库大坝最大坝高31m,安全鉴定为三类坝,坝体抗滑稳定不满足规范要求。为了节约投资、简化施工难度,采用预应力锚索加固坝体。龙滩大坝底孔闸墩和支承梁式保证弧形工作闸门安全运行的关键受力结构，预应力锚索采用一端张拉的后张法施工。五强溪表孔闸墩采用预应力钢筋混凝土结构型式.棉花滩水电站大坝预应力锚索孔道采用了预埋钢导管成孔，导管在加工厂下料、打磨管口，在现场拼装，对倾角、高差较大导管进行了多次拼装

5、、预埋。第一节预应力混凝土的基本概念预应力混凝土构件是在承受外荷载作用之前，先对混凝土预加压力，使其在构件截面上产生的预压应力来抵消外荷载引起的部分或全部拉应力。这样，在外荷载作用下，构件裂缝就能延缓或不出现，以充分发挥高强度钢筋的作用，改善混凝土的受拉性能，满足使用要求。预应力钢筋有粘结预应力钢筋无粘结预应力钢筋预应力混凝土结构的优缺点：优点：延缓构件开裂，减小裂缝宽度；刚度大，变形小；节约钢筋，减轻自重，可建造大跨高层结构。施工工序多，技术要求高；需要专门的锚具和张拉设备，以及预应力钢筋，费用高；开裂荷载与破坏荷载过于接近，破坏前的延性差。产生过大的反拱，影响

6、正常使用。缺点：根据功能的要求，分成不同的类别进行设计。目前对预应力混凝土构件主要根据截面应力状态分为：（1）全预应力混凝土。（2）有限预应力混凝土。（3）部分预应力混凝土。（4）钢筋混凝土。预应力为零时的混凝土。我国新编的水工混凝土结构设计规范规定，预应力混凝土结构构件设计时，应根据环境条件和预应力钢筋种类选用不同的裂缝控制等级。三种裂缝控制等级大体上相当于前三种。截面控制裂缝的程度不同全预应力混凝土－当使用荷载作用时，不允许出现拉应力的构件，相当于《规范》中裂缝控制等级为一级，即严格要求不出现裂缝的构件。部分预应力混凝土－当使用荷载作用时，允许出现裂缝，但最大

7、裂缝宽度不超过允许值的构件，相当于《规范》中裂缝控制等级为三级，即允许出现裂缝的构件。限值预应力混凝土－当使用荷载作用下根据荷载效应组合情况，不同程度地保证混凝土不开裂的构件，相当于《规范》中裂缝控制等级为二级，即一般要求不出现裂缝的构件。亦属于部分预应力混凝土。优先采用预应力混凝土的结构：要求裂缝控制等级较高的构件；大跨度或受力很大的构件；对构件刚度和变形控制要求较高的结构构件。预应力混凝土构件要按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行计算外，还需验算施工阶段（制作、运输、安装）混凝土的强度和抗裂性能。1、使用阶段：承载力计算；抗裂、裂缝宽度验算；挠度验算。2、

8、施工阶段：