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东南大学远程教育结构设计原理第七十讲主讲教师:曹双寅舒赣平第70讲:预应力混凝土结构的原理(1/16)内容提要(1/1)一、预应力混凝土的基本概念二、预应力混凝土材料及锚夹具三、张拉控制应力和预应力损失四、预应力的传递和局部承压五、本章要点第70讲:预应力混凝土结构的原理(2/16)一、预应力混凝土的基本概念(1/5)1、预应力的概念(1)预应力:受荷载前预先对混凝土施加(压)应力(2)工作原理:预压力可减少甚至抵消荷载产生的拉力2施加预应力的目的(1)将混凝土变成弹性材料预应力是改变混凝土性能的手段无裂缝混凝土可用材料力学方法(2)利于使用高强钢材极限状态:承载力、裂缝、挠度问题:钢筋混凝土结构不能充分利用高强钢筋!(3)预加应力的目的是荷载平衡预先施加与使用相反的荷载,抵消部分或全部外荷载第70讲:预应力混凝土结构的原理(3/16)一、预应力混凝土的基本概念(2/5)3、预加应力的效果(1)预应力混凝土梁与钢筋混凝土梁的比较裂缝及变形:裂缝迟、裂宽小;刚度大,反拱,挠度很小。钢筋应力变化(工作机理)相同处:弯矩由钢筋和混凝土合力组成的力矩平衡不同处:RC梁主要靠钢筋应力的增加,内力臂的变化不大PC梁主要靠内力臂增加,预应力筋处于高应力裂缝闭合:超载时可能开裂,但卸载后裂缝会闭合预应力被克服后:没有本质的不同,承载力与RC相同材料:预应力构件能较充分地利用高强材料第70讲:预应力混凝土结构的原理(4/16)一、预应力混凝土的基本概念(3/5)(2)预应力混凝土结构的优点不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展,提高结构的耐久性合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土提高结构或构件的刚度,使混凝土结构的应用范围扩大施加预应力是对结构作了一次检验,有利于保证质量重复荷载下的抗疲劳性能较好。具有良好的裂缝闭合性能。提高抗剪性能第70讲:预应力混凝土结构的原理(5/16)一、预应力混凝土的基本概念(4/5)4、预加应力的方法(1)先张法方法:在混凝土浇筑前张拉预应力筋主要工序:张拉钢筋并临时锚固;制作构件;放松钢筋预应力传递:通过预应力筋与混凝土之间的粘结力(2)后张法方法:直接在成型的构件上张拉预应力筋主要工序:制作构件并预留孔道;直接在构件上张拉;用锚具锚固预应力传递:锚具等第70讲:预应力混凝土结构的原理(6/16)一、预应力混凝土的基本概念(5/5)5、预应力混凝土分类(1)按照预应力程度分全预应力混凝土定义:在使用荷载作用下受拉区不出现拉应力优点:抗裂性好、刚度大和抗疲劳性能好缺点:费钢材;反拱大;预拉区开裂;延性差;施工费高部分预应力混凝土定义:在使用荷载作用下受拉区已出现拉应力或裂缝的优点:克服全预应力构件的不足,可合理控制裂缝(2)按照预应力筋与混凝土之间的粘结状态分有粘结:预应力筋沿全长与周围混凝土粘结无粘结:预应力筋沿全长与混凝土不粘结、发生相对滑动第70讲:预应力混凝土结构的原理(7/16)二、预应力混凝土材料及锚夹具(1/1)1预应力混凝土材料(1)混凝土:高强度、低徐变、低收缩(2)预应力筋:高强度、低松驰、具有一定的塑性(3)灌浆材料(一般采用纯水泥浆):强度、流动性2、预应力混凝土结构的锚夹具(1)锚具和夹具夹具:能够重复使用的锚具:留在构件上不再取下的(2)几种预应力筋常用的锚具群锚锚具JM型锚具螺丝端杆锚具镦头锚具弗式锚具第70讲:预应力混凝土结构的原理(1)下一讲的主要内容1、预应力的损失2、局部承压的验算东南大学远程教育结构设计原理第七十一讲主讲教师:曹双寅舒赣平