第10章预应力混凝土构件计算.doc

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1、第10章预应力混凝土构件计算本章的重点：熟悉预应力混凝土的基本知识、分类方法、预应力损失及计算方法；掌握建筑工程预应力混凝土轴心受拉和受弯构件各阶段受力分析及设计方法；熟悉预应力混凝土构件的施工工艺及构造要求。关键词：先张法与后张法（与张拉时间相关），全预应力与部分预应力（与张拉强度有关），有粘结预应力与无粘结预应力（与粘结方式有关），预应力损失，锚具，张拉控制应力，有效预应力。PC—1预应力混凝土的基本概念：（Pforprestressed）1．钢筋与混凝土结合后，可发挥混凝土抗压强度高，钢筋抗拉强度高的优点，但由于混凝土的抗拉强度过低，从

2、而限制了钢筋抗拉强度高这一优势的发挥。受弯、偏拉、轴拉构件开裂较早，这时受拉钢筋的只有，相应于，仅发挥出钢筋抗拉强度的左右。即使构件带裂缝工作，通常构件不超过允许裂缝宽度时，钢筋应力仅达，仅为常用的强度等级钢筋抗拉设计强度的。如果采用更高强度等级的钢筋，抗拉强度发挥更低。由于钢筋混凝土构件受裂缝宽度和挠度限制，使高强钢筋在大跨度受弯、受拉、偏拉构件中不能充分发挥其抗拉强度。当对构件施加预应力时，可以改善这种状况。1．在使用荷载的作用下梁的内力图与假设梁不开裂时的跨中截面应力：2．在梁下部施加预应力时梁的内力图与假设梁不开裂时的跨中截面应力：3

3、．当与同时作用到同一根梁上时，通过调控值可以导致三种结果：⑴⑴两种内力叠加，使梁下部跨中弯矩为零；应力的叠加使梁下边缘中点应力为；⑵⑵两种内力叠加，使梁下部跨中出现较小正弯矩；应力的叠加使梁下边缘跨中应力（临界开裂状态）；⑶⑶两种内力叠加，使梁下部跨中出现一定正弯矩；应力的叠加使梁下缘跨中应力，但裂缝宽度。1．可以调整施加预应力的方式，使产生的在构件全长抵消产生的，即预应力在全构件抵消拉应力。调整为全截面受压的理想状态（短期保持）。PC—2预应力的分类：1．按张拉时间分类：⑴先张法—先张拉预应力钢筋，后浇筑混凝土；⑵后张法—先浇筑混凝土，待混

4、凝土达规定强度后再张拉预应力钢筋。2．按张拉强度分类：⑴全预应力——预加应力全部抵消使用荷载下的拉应力，内力叠加结果是构件截面全截面受压不出现拉应力。特点：①适用于抗裂要求高的构件；②预应力钢筋配置多，张拉成本高，技术经济效果差；③反拱较大，恆载较小时导致路面、板面不平。⑵部分预应力——类：与使用荷载下的应力叠加后，构件预压区混凝土正截面拉应力不超过规定值，即；类：与使用荷载下的应力叠加后，构件预压区混凝土正截面拉应力导致的裂缝宽度不超过容许值，即。特点：技术经济指标好。（类情况若不采用部分预应力，裂缝宽度将超过容许值）1．按粘结方式分类：⑴

5、有粘结预应力——预应力钢筋全长与混凝土粘结，如先张法预应力和后张法压力灌实孔道工艺；⑵无粘结预应力——预应力钢筋在混凝土预留孔道内伸缩，滑动自由，不与周围混凝土粘结，如后张法预应力将张拉后的预应力钢筋在孔道两端锚固的工艺。PC—3预应力混凝土的裂缝控制等级：1．裂缝宽度计算公式在形式上与非预应力构件相同，即但与的计算包括包括受拉区纵向非预应力与预应力两类钢筋。2．裂缝控制等级分为三级：一级——严格要求不出现裂缝（不应产生拉应力）；二级——一般要求不出现裂缝（拉应力）；三级——允许出现裂缝，但。非预应力混凝土受弯构件只能达到三级；预应力混凝土构

6、件相应于不同环境类别可达一、二、三级，其中一类环境类别下的三级裂缝控制等级的（非预应力混凝土为）。PC—4预应力混凝土对材料的要求：1．预应力钢筋要求：⑴有一定的塑性（防止突然加载时脆断）；⑵良好的可焊性；⑶用于先张法时与混凝土有足够的粘结力（表面粗糙）。1．预应力混凝土要求：⑴高强（有较高粘结强度）；⑵收缩徐变小（可减小预应力损失）；⑶快硬早强（加快施工进度）。PC—5施加预应力的方法和锚具：1．先张法施工步骤：⑴在台座（或刚模上）张拉预应力钢筋至控制应力；⑵支模并浇筑混凝土；⑶养护（蒸养）至设计强度以上；⑷切断外露预应力钢筋。2．后张法施

7、工步骤：⑴有粘结预应力：①浇筑钢筋混凝土制作构件并预留孔道；②养护混凝土至规定强度；③穿入预应力钢筋并在孔道中张拉至控制应力；④用锚具在张拉端锚住预应力筋并在孔道中压力灌浆，凝固后实现有粘结预应力。⑵无粘结预应力：①将（带有滑动外皮）的无粘结预应力筋与普通钢筋按要求同时绑扎后浇筑混凝土制作构件；②养护混凝土至规定强度；③张拉无粘结预应力筋至控制应力；④锚固预应力钢筋。3．锚具主要有三类：⑴锚块锚塞型（挤住）；⑵螺杆螺帽型（施加预应力并兼具锚固功能）；⑶镦头型。PC—6张拉控制应力：控制应力取值应适当，不能过高，也不能过小。当取值过高时，会产生

8、问题：⑴个别钢筋可能被拉断；⑵在施工阶段可能会将构件拉裂；⑶使构件的开裂荷载和破坏荷载接近，⑷一旦裂缝出现可能产生无预兆的脆性破坏；⑸增大预应力钢筋的松弛损失。PC