水工钢筋混凝土结构分析 课件.ppt

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1、第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念第10章  预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念一、预应力混凝土的作用1、提高抗裂度或减小裂缝宽度普通钢筋混凝土缺点是抗裂性能差，εtmax=0.1～0.15×10-3左右，配筋适中的钢筋混凝土总会出现裂缝。对一般结构，只要裂缝宽度＜0.2～0.3mm，不影响结构使用和耐久性。若构件需严格限制裂缝宽度或不允许出现裂缝，则普通钢筋混凝土结构不能满足要求。预应力钢筋混凝土能使混凝土不开裂或减小裂缝宽度。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念2、利用高强钢筋，节约钢材在普通钢筋混凝土构件中，裂缝宽

2、度＜0.2～0.3mm；钢筋应力控制在150～200N/mm2，高强度钢筋无法使用。在预应力钢筋混凝土构件中，能使用高强钢筋，从而节约钢材。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念二、预应力混凝土的概念预应力混凝土是在外荷载作用之前，先对混凝土预加压力，以抵消外荷载所引起的部分或全部拉应力。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念三、预应力混凝土的优点预应力混凝土是解决普通钢筋混凝土抗裂性差和高强钢筋无法充分利用的好方法。比普通钢筋混凝土节省钢材30％～50％。采用高强材料，截面减小、自重减轻，能建大跨结构。混凝土不开裂，提高构件刚度，有反拱

3、，可减少总挠度。根本解决裂缝问题，对水工建筑物意义重大。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念四、预应力混凝土的缺点预应力混凝土施工工序多，锚具和张拉设备及预应力钢筋等材料贵。完全采用预应力钢筋构件，预应力过大使开裂荷载与破坏荷载接近，破坏前无明显预兆。某些结构如大跨桥梁产生过大反拱，影响正常使用。C1航槽底板航槽边墙“高跟鞋”高差44m第1闸段第2闸段第3闸段第4闸段C3C4C5C2举例1：预应力上闸首10.1预应力混凝土的基本概念第十章预应力混凝土结构举例1：预应力上闸首剖面第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念举例2：预应力闸墩第十

4、章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念五、预应力混凝土分类1、根据截面应力状态分为：全预应力混凝土：荷载效应短期组合下，截面不出现拉应力；有限预应力混凝土：荷载效应短期组合下，截面拉应力不超过混凝土规定的抗拉强度；荷载效应长期组合下，不出现拉应力；部分预应力混凝土：允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许的限值；钢筋混凝土：预压应力为零时的混凝土。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念2、根据预应力度δ可分为：预应力度：控制截面上消压内力和使用荷载下的内力之比。δ=消压内力/使用荷载下的内力δ

5、≥1：全预应力混凝土0<δ：部分预应力混凝土（包括有限预应力混凝土）0=δ：钢筋混凝土第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念3、根据裂缝控制等级分为：在我国，预应力混凝土是根据裂缝控制等级来分类设计的，规范规定预应力混凝土设计时，应根据环境类别选用不同的裂缝控制等级。一级：严格要求不出现裂缝的构件，要求构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力，σck≤0；二级：一般要求不出现裂缝的构件，要求构件受拉边缘混凝土的拉应力不超过混凝土轴心抗拉强度，σck≤αctftk。三级：允许出现裂缝的构件，要求裂缝宽度不超过限值，wmax≤wlim第十章预应力混凝土结构10.1

6、预应力混凝土的基本概念4、按预应力钢筋与混凝土的粘结状况，可分为：有粘结预应力混凝土：预应力钢筋与周围的混凝土有可靠的粘结强度，使得预应力钢筋与混凝土在荷载作用下有相同的变形。先张法和后张灌浆的预应力混凝土都是有粘结预应力混凝土。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念无粘结预应力混凝土预应力钢筋与周围的混凝土没有任何粘结。施工非常方便；破坏时钢筋拉应力仅为有粘结预应力钢筋的70%～90%。已广泛应用于高层建筑的楼板，但在水利工程中应用不多，如需采用必须经过论证。因为，无粘结预应力混凝土的预应力钢筋与周围混凝土没有粘结，只要有一处预应力钢筋出现断裂，预应

7、力就完全失效。第十章预应力混凝土结构10.1预应力混凝土的基本概念六、预应力混凝土设计预应力混凝土与普通钢筋混凝土结构一样，需进行使用阶段的计算外，还需验算施工阶段（制作、运输、安装）混凝土强度和抗裂性能。使用阶段承载力计算；抗裂、裂缝宽度验算；挠度验算。施工阶段混凝土强度验算；抗裂验算。10.2施加预应力的方法，预应力混凝土的材料10.2.1施加预应力的方法1、先张法张拉钢筋在浇灌混凝土之前在专门的台座上张拉第十章预应力混凝土结构10.2施加预应力的方法，预应力混凝土的材料第十章预应力混凝土结构10.2施加预应力的方法，预应力混凝土的材料2－预应力钢筋；3－固