1、第7章 预应力混凝土构件的基本原理,预应力砼结构的一般概念 预应力砼结构的基本原理,7.1 预应力砼结构的一般概念,钢筋混凝土的缺欠,跨度为5.2m的简支梁，截面尺寸为200450mm2，作用均布活荷载标准值qk=10kN/m，均布恒荷载gk=5kN/m。,钢筋混凝土的缺欠, 产生上述问题原因主要是因为混凝土的抗拉强度太低，导致受拉区混凝土过早开裂，截面抗弯刚度显著降低。 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。 如增加钢筋来提高刚度，则钢材的强度得不到充分利用，造成浪费。 采用高强钢筋，按正截面承载力要求可减少配筋，截面抗弯刚度基本与配
2、筋面积成比例降低，故挠度变形控制难以满足。 裂缝宽度与钢筋应力基本成正比，一般Ms=(0.60.8)My，如配筋按正截面承载力计算，Ms下sss=(0.50.7)fy。对于级钢筋，fy =300MPa，sss=150210MPa，裂缝宽度已达(0.15 0.25) mm。如采用级高强钢筋，fy=580MPa，则sss= 290 406 MPa，裂缝宽度已远远超过容许限值。,钢筋混凝土的缺欠,预应力的基本概念,7.1 预应力砼结构的一般概念,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
3、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。,7.1 预应力砼结构的一般概念,7.1 预应力砼结构的一般概念,预应力砼的优点 利用混凝土固有的抗压强度，提高了构件的抗裂性能。 可充分利用高强材料；减小截面尺寸，节约材料，减轻自重。 提高构件的刚度，减小构件的变形。,7.1 预应力砼结构的一般概念,预应力钢筋 高强 良好塑性 良好粘接性 良好加工性,冷拉低合金钢筋 中高强钢丝 钢绞线 热处理钢筋,常用预应力钢筋,混凝土 高强 收缩徐变小 快硬，早强,一般预应力混凝土构件的混凝土强度等级不低于C30 当采用高强钢丝时不低于C40。,施加预应力的
4、方法,7.1 预应力砼结构的一般概念,先张法 工序： 在台座上张拉预应力筋，并临时锚固 支模，绑扎钢筋，浇筑砼 切断钢筋,施加预应力的方法,7.1 预应力砼结构的一般概念,后张法 工序： 浇筑砼，预留孔道 穿筋，张拉预应力筋，并用锚具锚固 孔道内灌浆,先张法与后张法的比较,7.1 预应力砼结构的一般概念,锚具和夹具 锚具：后张法，长期固定于构件上，常用锚具： 螺丝端杆锚具及帮条锚具 JM-12锚具 QM锚具 镦头锚具 锥形锚具 锥形螺杆锚具,7.1 预应力砼结构的一般概念,夹具：先张法，可重复使用，常用夹具：带齿的圆锥夹具单根墩头夹具销片式夹具,预应力砼的分类及裂缝控制等级 分类按使用荷载下截
5、面拉应力控制要求。 全预应力砼使用荷载下，截面上混凝土不出现拉应力。 有限预应力砼使用荷载下，截面上混凝土允许出现一定的拉应力。 部分预应力砼使用荷载下，截面上混凝土允许裂缝，但不超过允许值。,7.1 预应力砼结构的一般概念,裂控等级 （分三级） 裂控一级严格要求不出现裂缝的构件，相当于全预应力砼 裂控二级-一般要求不出现裂缝的构件，相当于有限预应力砼 裂控三级-容许出现裂缝的构件，相当于部分预应力砼,张拉控制应力con ：张拉设备控制的总张拉力除以预应力筋截面积所得con不能过高： con不能过低：规范规定con ：,7.2 预应力砼结构的基本原理,fptk：预应力钢筋抗拉强度标准值。P33
6、8附表1-7,预应力损失 锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失l1 预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失l2 预应力筋与台座间温差引起的预应力损失l3 预应力筋应力松弛引起的预应力损失l4 砼收缩、徐变引起的预应力损失l5 预应力筋挤压砼引起的预应力损失l6,7.2 预应力砼结构的基本原理,预应力损失的组合 预应力混凝土构件从预加应力开始即需要进行计算，而预应力损失是分批发生的。因此，应根据计算需要，考虑相应阶段所产生的预应力损失。 第一批损失：砼施加预压力完成前出现 先张法 l I =l1+l 3+l 4（全部或部分） 后张法 l I =l1+l 2 第二批损失：砼施加预压力完成后出现 先张法l II =l 4（部分）+l 5 后张法 l II =l 4+l 5+l 6,7.2 预应力砼结构的基本原理,考虑到预应力损失计算的误差，在总损失计算值过小时，产生不利影响，规范规定当总损失值l =l I +l II小于下列数值时，按下列数值取用： 先张法构件 100MPa 后张法构件 80MPa,7.2 预应力砼结构的基本原理,
