建筑结构

1.预应力混凝土原理；2.预应力混凝土分类；施加预应力方法；3.预应力混凝土材料；张拉控制应力；4.预应力损失；5.预应力混凝土构件的一般构造要求。第六章预应力混凝土构件简介本章主要内容了解预应力混凝土、先张法、后张法的概念；第一讲教学目标：预应力混凝土、先张法、后张法的概念。预应力混凝的概念。重点难点6.1.1预应力混凝土的基本原理1.预应力混凝土优点由于混凝土的抗拉性能很差，使钢筋混凝土存在两个无法解决的问题：一是在使用荷载作用下，钢筋混凝土受拉、受弯等构件通常是带裂缝工作的。二是从保证结构耐久性出发，必须限制裂缝宽度。为了要满足变形和裂缝控制的要求，则需增大构件的截面尺寸和用钢量，这将导致自重过大，使钢筋混凝土结构用于大跨度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济。§6.1预应力混凝土的基本概念2.预应力混凝土的基本原理为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，可以设法在结构构件承受使用荷载前，预先对受拉区的混凝土施加压力，使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态，以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。预应力混凝土的基本原理可用图6.1.1说明。6.1.2预应力混凝土的分类1.根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同分类（1）全预应力混凝土在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的构件。属严格要求不出现裂缝的构件。（2）部份预应力混凝土允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许值的构件。属允许出现裂缝的构件。2.据钢筋的粘结状态分为（1）有粘结预应力混凝土（2）无粘结预应力混凝土无粘结预应力钢筋是将预应力钢筋的外表面涂以沥清、油脂或其他润滑防锈材料，以减小摩擦力并防锈蚀，并用塑料套管或以纸带、塑料带包裹，以防止施工中碰坏涂层，并使之与周围混凝土隔离，而在张拉时可言纵向发生相对滑移的后张预应力钢筋。特点：不需要预留孔道，也不必灌浆，施工简便、快速，造价较低，易于推广应用。6.1.3预应力混凝土的特点与钢筋混凝土相比，预应力混凝土具有以下特点：1.构件的抗裂性能较好。2.构件的刚度较大。由于预应力混凝土能延迟裂缝的出现和开展，并且受弯构件要产生反拱，因而可以减小受弯构件在荷载作用下的挠度。3.构件的耐久性较好。由于预应力混凝土能使构件不出现裂缝或减小裂缝宽度，因而可以减少大气或侵蚀性介质对钢筋的侵蚀，从而延长构件的使用期限。4.工序较多，施工较复杂，且需要张拉设备和锚具等设施。注意：预应力混凝土不能提高构件的承载能力。也就是说，当截面和材料相同时，预应力混凝土与普通钢筋混凝土受弯构件的承载能力相同，与受拉区钢筋是否施加预应力无关。6.1.4施加预应力的方法按照张拉钢筋与浇筑混凝土的先后关系，施加预应力的方法可分为先张法和后张法两类。1.先张法定义：先张拉预应力钢筋，然后浇筑混凝土的施工方法，称为先张法。继续张拉设备：主要工艺过程是：穿钢筋→张拉钢筋→浇筑混凝土并进行养护→切断钢筋。主要优点：生产工艺简单，工序少，效率高，质量易于保证，同时由于省去了锚具和减少了预埋件，构件成本较低。适用范围：主要用于工厂化大量生产，尤其适宜用于长线法生产中、小型构件。2.后张法定义：先浇筑混凝土，待混凝土硬化后，在构件上直接张拉预应力钢筋，这种施工方法称为后张法。张拉设备主要工艺过程：浇筑混凝土构件（在构件中预留孔道）并进行养护→穿预应力钢筋→张拉钢筋并用锚具锚固→往孔道内压力灌浆，如图6.1.5。锚具（一）JM12锚具（二）主要优点：预应力钢筋直接在构件上张拉，不需要张拉台座，所以后张法构件既可以在预制厂生产，也可在施工现场生产。大型构件在现场生产可以避免长途搬运，故我国大型预应力混凝土构件主要采用后张法。主要缺点：生产周期较长；需要利用工作锚锚固钢筋，钢材消耗较多，成本较高；工序多，操作较复杂，造价一般高于先张法。小结预应力混凝土、先张法、后张法的概念。作业布置预习：§6.2、§6.3思考题：6.1、6.5。结束！谢谢大家！