预应力混凝土构件

学习目标：了解预应力混凝土的概念及其长处；了解预应力混凝土的分类；把握施加预应力的办法及预应力混凝土资料的请求；了解张拉操控应力的概念及张拉操控应力限值的规则；把握预应力丢失的要素及其核算和组合；熟练把握预应力轴心受拉构件的规划核算办法和首要构造请求。

6．1预应力混凝土的基本概念

6.1.1预应力混凝土的基本原理

1．混凝土构造的缺陷

(1) 抗裂性差：通常钢筋混凝土受拉构件与受弯构件的抗裂功能较差。

（2）高强度钢筋不能充沛发挥效果。

（3）构件自严重，经济效果差。

2．预应力混凝土构件：在混凝土构件受荷之前预先对外荷载效果时的混凝土受拉区施加压应力的构件。

效果：在构造构件受外荷载效果之前，预先在受拉区施加压力，使它发作压应力来削减或抵消外荷载所导致的混凝土拉应力，推迟裂缝的呈现。

3. 预应力混凝土的基本原理：在构造构件受外荷载效果之前，预先在构件的受拉区施加压力，使它发作预压应力，来减小或抵消外荷载所导致的混凝土拉应力，推迟裂缝的呈现，

6.1.2预应力混凝土的特色

1.长处

(1)抗裂性好,不会过早地呈现裂缝。

(2)充沛利用高强度资料，节省资料，减轻构件自重。

(3)可合理地利用高强钢材和混凝土，与钢筋混凝土比较，可节省钢材30～50％，减轻构造自重达30％摆布，且跨度越大越经济。

(4)进步构件的抗剪才干。

纵向预应力钢筋具有锚拴效果，阻挠裂缝的呈现与开展，钢筋合力的分力有些抵消剪力，进步了构件的抗剪才干。

(4)进步构件的抗疲劳功能，因为抗裂功能好，进步了构造的刚度和耐久性，加之反拱效果，削减了构造及构件的变形。

(5)扩展了混凝土构造的运用规模。

因为预应力混凝土改善了构件的抗裂功能，因而可用于有防水、抗浸透及抗腐蚀请求的环境；选用高强度资料，构造轻巧，刚度大，变形小，可用于大跨度、重荷载及接受重复荷载的构造。

经过预加应力，使构造经受了一次查验。从某种意义上讲，预应力混凝土可称为事前查验过的构造。

预加应力还可做为土木工程构造施工中的一种组装手法和加固办法。

2.缺陷

(1) 规划和核算比通常钢筋混凝土构件杂乱；

(2) 施工技术多且杂乱，质量请求较高；

(3) 需求专门的施工设备和技能条件；

(4) 造价较高。

6.1.3施加预应力混凝土的办法

1. 先张法

在浇注混凝土之前张拉预应力钢筋，待混凝土到达必定强度后，放松预应力混凝土并树立预应力的办法称为先张法。

首要工序：

(1) 在台座或钢模上张拉钢筋，并将钢筋暂时锚固在台座上；

(2) 支模，浇注混凝土；

(3) 待混凝土到达必定强度时，堵截或放松预应力钢筋。

原理：钢筋堵截后将发作弹性回缩，但钢筋与混凝土之间的粘结力阻挠其回缩，因而在构件内发作预压应力，先张法中的预压力是靠钢筋和混凝土之间的粘结力来传递的。

2. 后张法

先浇注混凝土并预留孔道，待混凝土到达必定强度后，在预留孔道中穿预应力钢筋并张拉而树立预应力的办法称为后张法。

首要工序：

(1)浇注混凝土构件，并在构件内预留孔道；

(2)待混凝土到达必定强度时，在预留孔道中穿预应力钢筋并张拉；

(3)锚固预应力钢筋，并在空道内压力灌浆（无粘结混凝土不需灌浆）。

原理：因为锚固在构件端部的锚具，阻挠钢筋回缩，从而对构件施加预压力。后张法中的预压力是靠锚具在构件中树立的。

先张法和后张法比照：

先张法：出产工序少，技术简略，质量容易确保，不必锚具，出产成本较低，可批量出产，适用于中小型预应力混凝土构件。

后张法：不需求台座，可在施工现场进行工作，施工方便灵敏。但后张法只能逐个施加预应力，工序较多，操作较杂乱，适用于运送不便的大中型预应力混凝土构件。

6.2预应力混凝土构件规划的通常规则

6.2.1预应力混凝土资料

1. 预应力钢筋

预应力钢筋首要钢绞线，钢丝和热处理钢筋，预应力钢筋的力学功能请求：

(1)强度高。

混凝土预压应力的巨细取决于预应力钢筋张拉应力的巨细。

(2)具有必定的塑性

为了防止构件发作脆性损坏，请求预应力筋在拉断时具有必定的延伸率，当构件处于低温环境和冲击荷载条件下，此点更为重要。通常说来，请求极限延伸率

(3)具有杰出的加工功能

杰出的可焊性、冷镦性及热镦功能等。

(4)与混凝土之间具有较好的粘结性。

因为在受力传递长度内钢筋与混凝土间的粘结力是先张法构件树立预压应力的条件，故在先张法构件中有必要确保两者间有满足的粘结强度。

2. 混凝土

(1)强度高

预应力混凝土有必要具有较高的抗压强度，这么才干接受大吨位的预应力，有效地削减构件的截面尺度，减轻构件自重，节省资料。对于先张法构件，高强度的混凝土具有较高的粘结强度，可削减端部应力传递长度，故在预应力混凝土构件中，混凝土强度等级不该低于C30级；当选用高强钢丝、钢铰线和热处理钢筋作预应力筋时，混凝土强度等级不该低于C40级。

(2)缩短、徐变小

这么能够削减因为缩短、徐变导致的预应力丢失。

(3)快硬、早强。

这么可尽早地施加预应力，以进步台座、模具、夹具的周转率，加速施工进度，下降管理费用。

6.2.2张拉操控应力

1.张拉操控应力：指张拉预应力钢筋时，钢筋所操控到达的最大应力值。

张拉操控应力值过高，会发作下列问题：

(1)会增加预应力筋的松懈应力丢失；

(2)当进行超张拉时，应力超越屈从强度，也许会使个别钢筋发作持久变形或脆断；

(3)下降构件的延性。

因而张拉操控应力值有必要加以操控，其巨细首要与钢材品种及张拉办法等要素有关。先

张法构件中预应力丢失较后张法大，因而其张拉操控应力值应适当高于后张法构件。

当契合下列状况时，张拉操控应力限制可进步

(1)为了进步构件制造、运送及吊装期间的抗裂性，而设置在运用期间受压区的预应力钢筋；

(2)为了有些抵消因为应力松懈、冲突，钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座间的温差要素而发作的预应力丢失，对预应力钢筋进行超张拉。