预应力混凝土工程学习课件教学课件讲义.ppt

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1、1l普通钢筋混凝土的缺点：l钢筋混凝土的抗拉极限应变:0.00010.0015l混凝土不开裂，受拉钢筋应力：30Mpal裂缝宽度0.20.3mm,受拉钢筋应力200Mpa钢筋混凝土过早出现裂缝和钢筋不能充分发挥其作用（抗裂性较差）2施加方法：张拉钢筋 钢筋回弹回弹力 施加给混凝土 预压应力 混凝土产生压缩变形对混凝土施加预应力施加部位：结构或构件受拉区域3l预应力混凝土的优点：能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性可有效地利用高强度钢筋和高强度等级的混凝土截面小、自重轻、质量好、材料省（要节约钢材2040）能扩大预制装配化程度。l预应力混凝土存在的问题：施工需要专门的机械设备施工工艺比较复

2、杂操作要求较高工程成本高 4l预应力混凝土的应用范围：屋架、吊车梁、空心板等大中小型预应力混凝土构件。多高层建筑、大型桥梁、电视塔、筒仓、水池、大跨度薄壳、水工结构、海洋结构、核电站等整体或特种结构中。结构加固、旧房改造、土坡支护等。l预应力混凝土结构的钢筋种类：非预应力钢筋：级、级、级、级热扎钢筋和乙级冷拔低碳钢丝预应力钢筋：钢筋、钢丝和钢绞线。预应力钢筋其性能要求：高强度；具有一定的塑性；良好的加工性能；与混凝土有较好的粘结强度。5l预应力构件（结构）对混凝土的要求预应力构件（结构）对混凝土的要求 强度高；收缩、徐变小；快硬、早强；弹性模量高。混凝土结构设计规范要求预应力构件的混凝土强度等

3、级不宜低于C30；用高强度钢丝或钢绞线做预应力钢筋的结构，特别是大跨度结构，混凝土强度等级不宜低于C40。目前，在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50C60的高强混凝土，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。在预应力混凝土构件的施工中，不能掺用对钢筋有侵蚀作用的氯盐、氯化钠等，否则会发生严重的质量事故 6l1.先张法的概念先张拉预应力钢筋 临时固定 浇筑混凝土 放张或切断预应力筋 产生预压应力张拉力的传递：靠混凝土与预应力筋间的粘结 先张法优点：生产工序少，工艺简单，施工质量容易保证，不需在构件上设永久性锚具，生产成本低，在长线台座上，一次可生产多个构件。先张法适用范围：主要适合于工厂内

4、生产中、小型构件。78l2.2.先张法施工的设备先张法施工的设备（1）台座 要求：有足够的强度、刚度和稳定性 分类：墩式台座和槽式台座（2）张拉机械 穿心式千斤顶、电动螺杆张拉机和油压千斤顶，卷扬机（3）夹具要求：工作可靠，构造简单，施工方便，成本低，并能多次周转使用分类：张拉夹具 和锚固夹具l3.3.先张法施工工艺先张法施工工艺 施工工艺的特点：z预应力筋在浇注混凝土前张拉z预应力的传递主要依靠预应力筋与混凝土之间的粘结力 91011先张法施工工艺流程见图 12（1）台座台面涂隔离剂隔离剂；（2）对遭受污染的钢筋，应先加以清洗清洗；（3）放雨水冲刷隔离剂；（4）钢丝用牵引车牵引车铺设；（5）

5、钢丝接长：可用钢丝拼接器用20 22号铁丝密排绑扎 13l（1）张拉控制应力的确定 预应力筋的张拉工作是预应力施工中的关键工序，应严格按设计要求进行。预应力筋张拉控制应力的大小直接影响预应力效果，影响到构件的抗裂度和刚度，因而控制应力不能过低。但是，控制应力也不能过高，不允许超过其屈服强度，以使预应力筋处于弹性工作状态。否则会使构件出现裂缝的荷载与破坏荷载很接近，这是很危险的；此外过大的超张拉会造成反拱过大，预拉区出现裂缝也是不利的。(见教材)14（1）张拉程序的确定 采用低松弛钢丝和钢绞线时：0 采用普通松弛预应力筋时（超张拉）0 105 （持荷2分钟）或 0 103 超张拉目的：主要是为了

6、减少松驰引起的应力损失值 应力松弛：钢材在常温高应力作用下，由于塑性变形而使应力随时间延续而降低的现象。conconconcon15（2）预应力筋的张拉力 N预应力筋张拉力；m超张拉系数，1.031.05；预应力筋张拉控制应力；预应力筋的截面积yconAmNconyA16混凝土的浇筑必须一次完成，不允许留设施工缝。混凝土的强度等级不得小于C30 混凝土的养护常采用：自然养护和湿热养护17（1）放张要求 强度要求：设计要求；无要求时：75（2）放张方法 要求:自由压缩；缓慢进行，避免冲击与偏心 方法:配筋不多 剪切、割断和熔断 逐根放张 配筋较多 应同时放张；楔块放张或砂箱放张装置（3）放张顺序

7、l对承受轴心预压力的构件，所有预应力筋应同时放张；l对承受偏心预压力的构件，应先同时放张预压力较小区域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋；l当不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、相互交错地放张，以防止在放张过程中，构件产生弯曲、裂纹及预应力筋断裂等现象。l放张后预应力筋的切断顺序，宜由放张端开始，逐次切向另一端。18二、二、后张法施工后张法施工l1.后张法的概念 先制作构件 预留孔道 强度达标 穿入预应力筋 张拉 锚固 张拉力的传递：靠构件端部的锚固传给混凝土。优点：不需台座设备，灵活性大，尤其适用于现场施工 缺点：锚具不能重复使用，耗钢量大；工艺复杂，整体成本高2.后张法的适用

8、范围后张法的适用范围 大型预制预应力混凝土构件和现场浇注混凝土结构；后张法处作为一种预加应力的工艺方法外，还可以作为一种预制构件的拼装手段。1920l(1)锚具钢绞线锚具钢丝束预应力筋锚具精轧螺纹钢筋锚具l（2）张拉机具设备由液压千斤顶、供油用的高压油泵和外接油管三部分组成。21(1(1）孔道留设）孔道留设 孔道的直径一般比预应力筋（束）外径大1015mm，以利于预应力筋穿入。孔道的留设方法有：抽芯法；预埋管法。抽芯法：抽芯法：该方法在我国已有较长的历史，相对价格比较便宜；对大跨度结构，大型的或形状复杂的特种结构及多跨连续结构等,因孔道密集就难以适应。抽芯法又可分为钢管抽芯法和胶管抽芯法。钢管

9、抽芯法：用于留设直线孔道。胶管抽芯法：不仅可以留设直线孔道，亦可留设曲线孔道。预埋管法：预埋管法：预埋波纹管法成孔时，波纹管直接埋在构件或结构中不再取出，这种方法特别适用于留设曲线孔道。按材料不同，波纹管分为金属波纹管和塑料波纹管。4.4.后张法施工工艺后张法施工工艺22l混凝土的张拉强度混凝土的张拉强度 预应力筋的张拉是制作预应力构件的关键，必须按规范有关规定精心施工。张拉时构件或结构的混凝土强度应符合设计要求，当设计无具体要求时，不应低于混凝土设计强度等级的75%。（2 2）预应力筋张拉）预应力筋张拉23张拉控制应力见表张拉程序的确定（1）采用低松弛钢丝和钢绞线时：0 （2）采用普通松弛预

10、应力筋时 0 105（持荷2分钟）或 0 103张拉控制应力及张拉程序张拉控制应力及张拉程序conconcon24 一端张拉方式：张拉设备放在预应力筋的一端进行张拉。适用于长度30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度 (L为预应力筋长度)的曲线预应力筋。两端张拉方式：张拉设备放在预应力筋的一端进行张拉。适用于长度30m的直线预应力筋与锚固损失影响长度的曲线预应力筋。分批张拉方式：对配有多束预应力筋的构件或结构分批进行张拉。后批预应力筋张拉所产生的混凝土弹性压缩对先批张拉的预应力筋造成预应力损失，所以先批张拉的预应力筋张拉力应加上该弹性压缩损失值，使分批张拉后，每根预应力筋的张拉力基本相等。若为两

11、批张拉，则第一批张拉的预应力筋的张拉控制应力应为：LLf21PCEconcon25l 张拉顺序的确定：应使混凝土不产生超应力、构件不扭转与侧弯、结构不变位，同时应减少张拉设备的移动次数。l张拉原则：张拉宜对称进行，避免引起偏心。26l孔道灌浆的作用 1）保护预应力筋，以防锈蚀，增加结构的耐久性。2）粘结，减轻梁端锚具的负荷l灌浆材料：水泥浆，水泥砂浆l灌浆前孔道要求：通畅、湿润、洁净27 在后张法预应力混凝土中，预应力分为有粘结和无粘结两种。有粘结的预应力是常规作法，张拉后浇筑混凝土或通过灌浆使预应力筋与混凝土粘结。无粘结预应力是目前的一种新技术。1.无粘结预应力的概念：无粘结预应力混凝土施工

12、是在预应力筋表面刷涂料并包塑料布（管）后，浇筑混凝土前先行埋置无粘结预应力筋（钢丝、钢绞线），在混凝土达到设计要求的强度后再进行张拉，依靠其两端或自锚头锚固的一种施工方法。2.无粘结预应力施工的优点和缺点 优点:无需留孔与灌浆，施工简单，摩擦力小，预应力筋易弯成多跨曲线形状等。缺点：预应力筋的强度不能充分发挥（一般要降低1020），锚具的要求也较高。3.无粘结预应力适用范围：当前主要用于现浇混凝土结构，如双向连续平板、多跨连续梁和密肋板中。28无粘结预应力筋的制作：无粘结预应力筋的制作：无粘结预应力筋的制作是无粘结后张预应力混凝土施工中的主要工序。组成：预应力钢丝、涂料层、外包层和锚具。无粘结

13、筋的铺放：无粘结筋的铺放：通常在绑扎完底筋后铺设无粘结筋。无粘结筋铺放的曲率，可用垫铁马凳，或其他构造措施控制。其放置间距不宜大于2m，用铁丝与非预应力筋扎紧。铺设双向配筋的无粘结筋时，应先铺低的，再铺高的，应尽量避免两个方向的无粘结筋相互穿插编结。绑扎无粘结筋时，应先在两端拉紧，同时从中间往两端绑扎定位。无粘结筋的张拉：无粘结筋的张拉：无粘结预应力束的张拉与有粘结预应力相似。一般采用张拉到103的控制应力，然后进行锚固。由于无粘结预应力束为曲线配筋，故应采用两端同时张拉。锚头端部的处理：锚头端部的处理：目前常用的有两种办法：一是在孔道中注入油脂并加以封闭；二是在两端留设的孔道内注入环氧树脂水泥砂浆，将端部孔道全部灌注密实，以防预应力筋发生局部锈蚀。