钢筋混凝土预应力概念方法101.pptx
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1、预应力混凝土结构的优点预应力混凝土结构的优点1、改善结构的使用性能、改善结构的使用性能延缓裂缝的出现,减小裂缝宽度,提延缓裂缝的出现,减小裂缝宽度,提 高截面的刚度高截面的刚度2、受剪承载力提高、受剪承载力提高延缓斜裂缝的出现延缓斜裂缝的出现3、卸载后结构的变形或裂缝得到恢复、卸载后结构的变形或裂缝得到恢复使用荷载移去后,裂缝使用荷载移去后,裂缝 会闭合,变形得到恢复会闭合,变形得到恢复4、提高构件的疲劳承载力、提高构件的疲劳承载力降低疲劳应力比降低疲劳应力比5、使高强钢材和混凝土得到应用、使高强钢材和混凝土得到应用减轻结构的自重,节约材料减轻结构的自重,节约材料6、降低工程造价、降低工程造价
2、比普通混凝土结构可省混凝土比普通混凝土结构可省混凝土2040,节省主筋钢材节省主筋钢材3060。第10章 预应力混凝土结构的概念第10章 预应力混凝土结构的原理及计算规定10.1 预应力混凝土的概念Prestressed Beam a:No prestress applied b:Prestress applied 第10章 预应力混凝土结构的原理及计算规定10.1 预应力混凝土的概念第十章第十章 预应力混凝土构件预应力混凝土构件10.1 预应力混凝土的一般概念一、钢筋混凝土的缺欠一、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,
3、均布恒荷载gk=5kN/m。第10章 预应力混凝土结构的原理及计算规定10.1 预应力混凝土的概念第10章 预应力混凝土结构的原理及计算规定产生上述问题原因主要是因为混凝土的抗拉强度太低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裂缝宽度与钢筋应力基本成正比,一般Mk=(0.60.8
4、)My,如配筋按正截面承载力计算,Mk下sss=(0.60.8)fy。对于级钢筋,fy=310MPa,sss=180250MPa,裂缝宽度已达(0.20.3)mm。如采用级高强钢筋,fy=580MPa,则,则s sss=350460MPa,裂缝宽度已远远超过容许限值。第10章 预应力混凝土结构的原理及计算规定二、预应力的基本概念二、预应力的基本概念第10章 预应力混凝土结构的原理及计算规定由于预加应力spc较大,受拉边缘仍处于受压状态,不会不会出现开裂;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;一般不会出现开裂;受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度,虽然会产生
5、裂缝,但比钢筋混凝土构件(Np=0)的开裂明开裂明显推迟,裂缝宽度也显著减小。显推迟,裂缝宽度也显著减小。第10章 预应力混凝土结构的原理及计算规定10.2 施加预应力的方法先张法先张法abutmentPrestressing bedTensioning of Prestressing strand in stressing bed before concrete is pouredCasting of concrete around tension strandCut strand from stressing bed and causing stressing and shortening
6、 of membermember shorteningAnchoring of tendons against the end abutments Placing of jacksApplying tension to the tendons Casting of concrete Cutting of the tendons 第10章 预应力混凝土结构的原理及计算规定 二、先张法的施工设备二、先张法的施工设备 (一一)台座台座 1、要求:有足够的强度、刚度和稳定性;满足生产工艺的要求。2、形式:墩式(传力墩、台面、横梁)长度100150m,适于中、小型构件。墩式台座的几种形式如图图6-26-
7、2所示。槽式(传力柱、上下横梁、砖墙)长4576m,适于双向预应力构件,易于蒸汽养护。槽式台座如图图6-36-3所示。图6-2墩式台座的几种形式槽式台座图图6-36-3图6-4()钢质锥形夹具 二、先张法的施工设备二、先张法的施工设备 (二二)夹具:夹具:夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力,并将其固定在张拉台座(或设备)上的临时性锚固装置。按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。1、钢丝锚固夹具:如图图6-4(1)6-4(1)所示锥形夹具 锥形夹具可分为圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具,如图图6-4(2)所示。镦头夹具:如图图6-56-5所示,采用镦头夹具时,将预应力筋端部热镦或冷镦,通过承力
8、分孔板锚固。2、钢筋锚固夹具 钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具,由套筒和夹片组成(图图6-66-6)。其型号有YJ12、YJ14,适用于先张法;用YC-18型千斤顶张拉时,适用于锚固直径为12mm、14mm的单根冷拉HRB335、HRB400、RRB400级钢筋。a)圆锥齿板式;b)圆锥槽式;c)锲形图4-17钢丝用锚固夹具1套筒;2齿板;3钢丝;4锥塞;5锚板;6锲块2、钢筋锚固夹具钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具,由套筒和夹片组成圆套筒2片式夹具 3、张拉夹具 张拉夹具是夹持住预应力筋后,与张拉机械连接起来进行预应力筋张拉的机具。常用的张拉夹具有月牙形夹具、偏心式夹具、楔形夹具等,如图图6-76-
9、7所示,适用于张拉钢丝和直径16mm以下的钢筋。a)钳式;b)偏心式;c)锲形4-18钢丝的张拉夹具1钢丝;2钳齿;3拉钩;4偏心齿条;5拉环;6锚板;7锲块 二、先张法的施工设备二、先张法的施工设备 (三三)张拉设备张拉设备 张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1.5倍;张拉机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的1.11.3倍。1、钢丝张拉设备 钢丝张拉分单根张拉和成组张拉。用钢模以机组流水法或传送带法生产构件时,常采用成组钢丝张拉。在台座上生产构件一般采用单根钢丝张拉,可采用电动卷扬机、电动螺杆张拉机进行张拉。电动卷扬机张拉、杠杆测力装置 如图图6-86-8所示。电动螺杆张拉机 如图图6
10、-9所示,电动螺杆张拉机由螺杆、顶杆、张拉夹具、弹簧测力器及电动机组成。2、钢筋张拉设备 穿心式千斤顶用于直径1220mm的单根钢筋、钢绞线或钢丝束的张拉。用YC20型穿心式千斤顶(图图6-106-10)张拉时,高压油泵启动,从后油嘴进油,前油嘴回油,被偏心夹具夹紧的钢筋随液压缸的伸出而被拉伸。YC20型穿心式千斤顶的最大张拉力为20kN,最大行程为200mm。适用于用圆套筒三片式夹具张拉锚固1220mm单根冷拉HRB335、HRB400和RRB400钢筋。钢筋成组张拉见图图6-116-11所示。图6-10图6-11 第10章 预应力混凝土结构的原理及计算规定第10章 预应力混凝土结构的原理及
11、计算规定后张法后张法 anchorcasting of concrete tensioning of tendoninstalling of tendonhydraulic jack installing of hydraulic jack Anchoraging of the tendon at the stretching end&Groutingtendon elongates elastically 二、后张法预应力筋、锚具和张拉机具二、后张法预应力筋、锚具和张拉机具 (一一)单根粗筋单根粗筋(直径直径181836mm)36mm):1、锚具:单根粗钢筋的预应力筋,如果采用一端张拉,则在
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