预应力混凝土的基本原理图解
预应力混凝土结构设计原理PPT
预应力混凝土具有高强度、高刚度、 良好的耐久性和稳定性等特点，广泛 应用于桥梁、高层建筑、大跨度结构 等工程领域。
发展历程与现状
发展历程
预应力混凝土技术自20世纪初开始 发展，经历了早期的张拉工艺、现代 的锚固技术等阶段，技术不断完善。
现状
预应力混凝土已成为现代混凝土结构 中的重要组成部分，不断有新的预应 力混凝土技术涌现，如体外预应力混 凝土、智能预应力混凝土等。
预应力混凝土的受力原理主要基于钢筋的预应力作用，通过 在混凝土结构中施加预应力，使结构在承受外部荷载之前就 具有一定的压应力。这种预压应力可以抵消外部荷载产生的 拉应力，从而提高结构的承载能力和抗裂性能。
预应力混凝土结构的设计思路是在普通混凝土结构的基础上 ，通过施加预应力来改善结构的受力性能，提高结构的承载 力和延性。预应力混凝土结构在桥梁、高层建筑、大跨度结 构等领域得到广泛应用。
耐久性
结构应具有足够的耐久性，以 应对自然环境和使用环境的影
响。
结构分析方法
静力分析
通过平衡条件求解结构的内力和变形。 适用于大多数结构在静力作用下的分 析。
动力分析
考虑结构在动力作用下的响应，如地 震、风载等。适用于需要分析结构动 力特性的情况。
稳定性分析
研究结构在各种外力作用下保持平衡 状态的能力。对于大跨度结构和高层 建筑尤为重要。
03
锚具和连接器
锚具和连接器是预应力混凝土结构中用于固定预应力筋的关键部件，应
具有足够的承载能力和可靠性。其质量应符合相关标准，并经过严格的
质量检测和认证。
04
预应力混凝土结构形式与构造要求
预应力混凝土结构的常见形式
预应力梁
预应力平板
采用预应力筋对梁进行预压， 以提高梁的承载力和抗裂性， 常用于楼板、屋面等跨度较 大的结构。
《预应力混凝土》ppt课件
随着交通基础设施建设的不断推进和桥梁设计理论的不断完善，大跨度桥梁的建设需求将不断增加。预应力混凝 土作为一种高性能材料，将在未来大跨度桥梁建设中发挥更大的作用，如超大跨度桥梁的建设、新型桥梁结构形 式的探索等。
海洋工程结构中应用现状及前景
现状
海洋工程结构长期处于恶劣的海洋环境中，对结构的耐久性和安全性要求极高。预应力混凝土在海洋 工程结构中具有广泛的应用前景，如海上风力发电基础、海洋石油平台、跨海大桥等。
发展历程
预应力混凝土技术起源于法国，20世 纪初开始应用于桥梁建设，后逐渐扩 展到建筑、水利等领域，成为现代土 木工程的重要分支。
预应力原理及作用机制
原理
通过在混凝土受拉区预先施加压应力，使得混凝土在使用阶段产生拉应力时， 能够抵消或部分抵消外荷载产生的拉应力，从而提高结构的承载能力和变形性 能。
未来发展趋势预测和展望
发展趋势预测
数字化与智能化技术的应用：探讨数字化与智能化技术 在预应力混凝土工程设计、施工及运维中的应用及发展 趋势。
提高工程质量和效率：提出通过改进设计方法、优化施 工工艺等措施，进一步提高预应力混凝土工程的质量和 效率。
新型材料的研发与应用：预测未来新型预应力混凝土材 料的研发方向及其在工程中的应用前景。
补偿方法
为减小预应力损失对结构性能的影响，可以采取以下补偿措 施：增加张拉控制应力、采用低松弛钢绞线、加强锚固措施 、采用后张法施工等。同时，在设计和施工过程中，应对预 应力损失进行充分估计和合理控制。
02
材料与构件特性分析
高性能混凝土材料特性
高强度
高性能混凝土具有较高的抗压 、抗拉和抗折强度，能够满足 大跨度、重载等复杂结构的需
验收程序
预应力混凝土工程PPT
预应力混凝土工程PPT一、预应力混凝土工程的概述预应力混凝土是一种在混凝土结构承受荷载之前，预先对其施加压力的技术。
通过这种方式，可以提高混凝土结构的性能，如抗裂性、刚度和耐久性等。
预应力混凝土工程在现代建筑中应用广泛，特别是在大跨度结构、高层建筑和特殊要求的结构中发挥着重要作用。
二、预应力混凝土的基本原理预应力混凝土的基本原理是利用高强度钢筋或钢绞线的预拉应力，在混凝土构件中产生预压应力。
当构件承受外荷载时，预压应力能够部分或全部抵消拉应力，从而延缓或避免混凝土裂缝的出现。
这种预加应力的方法可以有效地提高混凝土的抗拉能力，使其能够承受更大的荷载，并减小变形。
三、预应力混凝土的材料（一）混凝土预应力混凝土结构通常采用高强度等级的混凝土，一般不低于C40。
高强度混凝土具有较高的抗压强度和较好的耐久性，能够更好地与预应力钢筋协同工作。
（二）钢筋预应力钢筋主要有高强度钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋等。
这些钢筋具有较高的抗拉强度和良好的塑性性能，能够满足预应力施加的要求。
（三）锚具锚具是将预应力钢筋固定在混凝土构件上的重要部件。
常见的锚具有夹片式锚具、支承式锚具和锥塞式锚具等。
锚具的性能直接影响预应力的施加效果和结构的安全性。
四、预应力混凝土的施工方法（一）先张法先张法是在台座上先张拉预应力钢筋，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，放松预应力钢筋，使钢筋的回缩力通过混凝土与钢筋之间的粘结力传递给混凝土，从而在混凝土中产生预压应力。
先张法施工工艺简单，成本较低，但需要较大的台座和张拉设备，适用于生产中小型预制构件。
（二）后张法后张法是先浇筑混凝土构件，在构件中预留孔道，待混凝土达到一定强度后，将预应力钢筋穿入孔道，然后在两端进行张拉，并用锚具将钢筋锚固在构件上。
后张法不需要台座，适用于大型构件和现场施工，但施工工序较为复杂，成本相对较高。
五、预应力混凝土结构的设计要点（一）预应力损失的计算在预应力施加过程中，由于各种因素的影响，会产生预应力损失。
预应力混凝土原理及分类ppt课件
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2.预应加力的主要方法:预应力的施加方法，按混凝土浇筑成型和预
应力钢筋张拉的先后顺序，可分为先张法和后张法两大类。
①先张法：先张法就是张拉钢筋先于混凝土构件浇筑成型的 方法。先张法构件中，预应力是靠钢筋和混凝土之间的黏结力 传递。但是这种力的传递：过程，需要经过一段传递长度 ltr才 能完成。
先张法预应力混凝土构件，预应力是靠钢筋与混 凝土之间的粘结力来传递的。
先张法
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◆先张法的工序
※ 将预应力钢筋用夹具 固定于台座或钢模上
※ 支模、帮扎非预应 力钢筋、浇注混凝土
※ 待混凝土达到预定 强度后，切断或放松 钢筋，使混凝土产生 预压应力。
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②后张法：后张法就是在构件浇筑成型后再张拉钢筋 的施工方法。后张法构件中，预应力主要靠钢筋端部 的锚具来传递。
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任务2.预应力混凝土的分类
在现代预应力混凝土结构学中，通常把在使用荷载作用下，沿预应力筋方 向的正截面始终不出现拉应力的预应力混凝土，称为“全预应力混凝土”； 把普通钢筋混凝土称为“非预应力混凝土（non-pre-stressed structure）”； 把介于钢筋混凝土与全预应力混凝土之间，预应力程度不同的整个区间的 预应力混凝土，称为“部分预应力混凝土（partially pre-stressed concrete structure）”。 （1）国际预应力协会将加筋混凝土按预加应力的大小划分为Ⅰ级、Ⅱ级、 Ⅲ级、Ⅳ级分别为全预应力、有限预应力、部分预应力、普通钢筋混凝土 结构。其中有限预应力也成为部分预应力A类，其中部分预应力也成为部分 预应力B类。 （2）国内加筋混凝土结构的分类 我国按预应力度分成全预应力混凝土、部分预应力混凝土和钢筋混凝土等 三种结构的分类方法。
第12章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料 ppt课件[1]
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§12-2 预加应力的方法与设备
张拉端锚固
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§12-2 预加应力的方法与设备
绑扎普通钢筋、模板安装
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§12-2 预加应力的方法与设备
绑扎普通钢筋、模板安装
2020/10/28
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§12-2 预加应力的方法与设备
浇筑底板混凝土
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§12-2 预加应力的方法与设备
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§12-2 预加应力的方法与设备
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§12-2 预加应力的方法与设备
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§12-2 预加应力的方法与设备
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§12-2 预加应力的方法与设备
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§12-2 预加应力的方法与设备
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§12-2 预加应力的方法与设备
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§12-2 预加应力的方法与设备 工作原理 通过锚具来传递和保持预应力。
特点 适用性较大； 工艺复杂； 锚具耗用量较多。
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截面应力： qW M33000 01 003 00 010M 0 Pa
在预加力作用下：
截面应力：
pc
N A
Ne W
30013030013050 0 200300 300000010MPa
在均布荷载和预加力共同作用下：
截面应力： qp N AW N eW M0 1 01 1 0 010 M 0 Pa
支模、浇砼并 养护
预应力混凝土施工图文并茂PPT
实际伸长值：10％初应力时开始量测 。 10％以下 推定。
钢丝：不做伸长值校核，只检查预应力值；5%
第25页，共69页。
实际伸长值量测
第26页，共69页。
（3）张拉注意事项
1） 台座中间向两侧对称进行，防止过大偏心损坏台座；多根成组 张拉时，各预应力钢筋的初应力应一致；
台座准备
刷隔离剂
放预应力筋
张拉
侧模安装
浇筑混凝土
制作试块
养护
堆放
出槽
脱模
放张
试块试压
第22页，共69页。
1.预应力筋铺设 在台面涂隔离剂，不得污染预应力筋。 2.预应力张拉 （1）预应力筋张拉 钢丝：0→1 .0 3～1 .0 5σcon锚固 钢绞线：0→105％σcon（持荷2min）→σcon 超张拉：减少预应力筋的松弛应力损失。
2）张拉机具与预应力筋应在一条直线上；每隔3～4m放垫块，
防止预应力筋因自重而下垂，污染预应力筋。
3）预应力筋位置偏差：≯5mm，且≯构件截面短边的4%； 4）在张拉过程中发生断丝或钢丝滑脱，应予以更换。 5）台座两端应有防护设施。张拉时沿台座长度方向每隔4～5m
放一个防护架，张拉时严禁正对钢筋张拉的两端站立人员，也不准进入 台座，防止断筋回弹伤人。
预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋。 3）如不能按上述规定放张时，应分阶段、对称、相互交错的放
张，以防止在放张过程中构件发生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等 现象。
第29页，共69页。
（3）放张方法 配筋不多的中小型构件，钢丝可用砂轮锯或切断
机等方法放张。 配筋多的钢筋混凝土构件，钢丝应同时放张，放
4级加载（0.25, 0.50, 0.75及1.0），每级加载均应量测张拉伸长 值。
第五章预应力混凝土结构详解
第五章预应力混凝土结构详解第五章预应力混凝土结构第一节预应力混凝土的基本原理所谓预应力混凝土，指在混凝土结构承受外荷载前预先引入内部应力，并使其应力大小和分布能抵消使用荷载产生的应力至期望程度的混凝土。
现以图5-1所示的预应力混凝土简支梁为例，说明预应力混凝土结构的基本原理。
该梁在荷载作用之前，通过张拉高强度钢筋的方法，预先在梁的受拉区施加偏心压力p N ，使梁的下边缘产生预压应力1c σ，上边缘产生预拉应力1t σ（如图5-1（a ）），当荷载q （包括梁自重）作用时，在梁跨中截面下边缘将产生拉应力2t σ，梁上边缘产生压应力2c σ（如图5-1（b ））。
这样，在预压力p N 和荷载q 共同作用下，梁下边缘拉应力将减至12c t σσ-，梁上边缘一般为压应力，但也可能为有限的拉应力（如图5-1（c ））。
由此可见，由于预先给混凝土梁施加了预压力p N ，使混凝土梁在荷载q 作用下，其下边缘产生的拉应力被预压应力完全或大部分抵消，因而可以避免混凝土出现裂缝（或将裂缝宽度控制在容许范围之内），这就改善了钢筋混凝土梁的抗裂性能，并能充分发挥高强度材料的作用。
(拉)(压)σ(压)(拉)σσ(压或拉)σσ-(拉)σσ-σ图5-1 预应力的作用第二节预加应力的方法与设备5.2.1 预加应力的方法常用的预加应力方法主要有先张法和后张法两类。
1、先张法即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土。
工序如图5-2所示。
先在台座上按设计规定的拉力张拉钢筋，并用锚具临时固定；再浇筑构件混凝土；待混凝土达到规定强度后，放松钢筋，混凝土构件借助钢筋的弹性恢复获得预压应力。
先张法预应力混凝土构件是通过预应力筋和混凝土之间的粘结力来保持和传递预应力。
先张法通常适用在长线台座 (50～200m)上成批生产直线预应力布筋的中小型构件，如屋面板、空心板梁、桩等。
先张法的主要优点是生产效率高、施工工艺简单、锚夹具可多次重复使用。
临时固定钢筋伸长台座固定端横梁张拉图5-2 先张法工序示意（a ）钢筋就位；（b ）张拉钢筋：（c ）临时固定钢筋，浇筑梁体混凝土并进行混凝土养护；（d ）放松钢筋，钢筋回缩，混凝土受预压而上拱。
预应力混凝土施工技术(后张法预应力)-ppt
预应力筋的分类
3、精轧螺纹钢
应力松弛
预应力筋的应力松弛是指钢材受到一定得张拉 力之后，在保持长度不变的条件下，钢材的应 力随时间的增长而降低的现象。此降低值称为 应力松弛损失。产生应力松弛的原因主要是由 于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为 塑性变形引起的。
钢丝和钢绞线的应力松弛率比热处理钢筋和精 扎螺纹大，随着温度的升高，松弛损失率会急 剧增加。锈蚀也能够加快钢绞线的应力损失。
3、锥锚式千斤顶
张拉设备
3、锥锚式千斤顶
张拉设备
4、千卡式千斤顶
YCN-25千卡式千斤顶
张拉设备
4、前卡式千斤顶
后张法施工工序详解
一般可以分为纵向、横向、竖向
后张法施工工序详解：预留孔道
后张法施工工序详解：预留孔道
后张法施工工序详解：预留孔道
后张法施工工序详解：预留孔道
后张法施工工序详解：预留孔道
预应力筋的分类
2、预应力钢绞线力学性能
预应力筋的分类
2、预应力钢绞线
预应力筋的分类
3、精轧螺纹钢（18、28、28、32）
热轧方法在整根钢筋表面上轧出不带纵肋而 横肋为不连续的梯形螺纹的直条钢筋。该钢 筋在任意截面处都能拧上带内螺纹的连接器 进行接长，或拧上特制的螺母进行锚固，无 需冷拉与焊接，施工方便，主要用于房屋、 桥梁与构筑物等直线筋。
后张法施工工序详解：装锚具、张拉
后张法施工工序详解：装锚具、张拉
后张法施工工序详解：装锚具、张拉
后张法施工工序详解：装锚具、张拉
后张法施工工序详解：装锚具、张拉
后张法施工工序详解：装锚具、张拉
后张法施工工序详解：装锚具、张拉
张拉顺序： 应使混凝土不产生超应力、构件不扭转与 侧弯、结构不变位等，所以对称张拉是一 项重要原则，同时，还应考虑到尽量减少 张拉设备的移动次数。 张拉方法： 一段张拉和两端张拉
预应力混凝土ppt教学课件
定义
预应力混凝土是一种在混凝土浇筑前或浇筑过程中，通过张拉钢筋 或钢束对混凝土预先施加压力，以改善其受力性能的结构形式。
特点
具有较高的抗裂性、刚度和耐久性，能有效控制裂缝的开展和宽度， 提高结构的承载能力和使用寿命。
预应力原理及作用机制
原理
通过在混凝土中引入预压应力，使混 凝土在承受外荷载之前已经处于受压 状态，从而提高其抗裂性和承载能力。
应用领域
预应力混凝土广泛应用于桥梁、高层建筑、水利工程、海洋工程等需要承受大 荷载和严酷环境的结构中。
国内外发展现状与趋势
发展现状
预应力混凝土技术在国内外得到了广泛应用和深入研究，形成了完善的理论体系和 施工工艺。
发展趋势
随着新材料、新工艺和计算机技术的发展，预应力混凝土技术将朝着更高强度、更 轻量化、更耐久性和更环保的方向发展。同时，智能化施工和监测技术也将得到更 广泛的应用。
80%
安全管理
建立结构安全管理制度，对结构进 行安全评估，确保结构在使用过程 中的安全性。
损伤诊断技术应用
无损检测技术
应用无损检测技术对预应力混 凝土结构进行检测，如超声检 测、射线检测等，确定结构的 损伤位置和程度。
结构健康监测技术
通过安装传感器等监测设备， 实时监测结构的变形、应力等 参数，评估结构的健康状况。
预应力混凝土ppt教学课件
目
CONTENCT
录
• 预应力混凝土基本概念与原理 • 预应力混凝土材料与性能要求 • 预应力混凝土设计方法与步骤 • 预应力混凝土施工工艺流程与技术
要点 • 预应力混凝土质量检测与验收标准 • 预应力混凝土结构维护与加固方法
01
预应力混凝土基本概念与原理
《预应力混凝土构》课件
应用效果：介绍预应力混凝土结构在该厂房中的应用效果，如提高承载力、抗震性能展
预应力混凝土结构的新材料和新工艺
新型高强度钢材： 提高预应力混凝 土结构的承载能 力和耐久性
复合材料：提高 预应力混凝土结 构的抗腐蚀性和 耐久性
预应力混凝土 结构设计方法： 计算方法、设
计参数等
预应力混凝土 结构施工工艺： 预应力张拉、
锚固等
预应力混凝土 结构检测与维 护：检测方法、
维护措施等
某大型工业厂房的预应力混凝土结构应用
厂房概况：介绍厂房的规模、结构形式、功能等基本信息
预应力混凝土结构设计：介绍预应力混凝土结构的设计原则、方法、材料选择等
Part Four
预应力混凝土结构 的施工工艺
预应力筋的种类和特点
预应力筋的种类：钢绞线、钢丝束、 钢棒等
钢丝束的特点：强度高、韧性好、 耐腐蚀、抗疲劳
添加标题
添加标题
添加标题
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钢绞线的特点：强度高、韧性好、 耐腐蚀、抗疲劳
钢棒的特点：强度高、韧性好、耐 腐蚀、抗疲劳
预应力筋的张拉方法
预应力筋的张拉方法包括先张法和后张法 先张法：在混凝土浇筑前张拉预应力筋，然后浇筑混凝土 后张法：在混凝土浇筑后张拉预应力筋，然后进行锚固 张拉工艺包括张拉、锚固、切割和放松等步骤 张拉过程中需要注意控制张拉力和张拉速度，以保证预应力筋的稳定性和可靠性
智能材料：实现 预应力混凝土结 构的自感知和自 适应控制
3D打印技术：提 高预应力混凝土 结构的施工效率 和精度
预应力混凝土结构的智能化和信息化技术应用
智能化技术：通过传感器、物联网等技术实现混凝土结构的实时监测和预警 信息化技术：利用大数据、云计算等技术对混凝土结构的性能进行预测和优化 智能材料：开发具有自感知、自修复等功能的新型混凝土材料 智能施工：采用机器人、3D打印等技术提高混凝土结构的施工效率和质量
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预应力混凝土的基本原理图解
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。
也就是借助混凝土较高的抗压能力来弥补其抗拉能力的不足，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。
这就是预应力混凝土的基本原理。
图: 预应力混凝土简支梁结构的基本原理
(a)预应力作用； (b)使用荷载作用； (c)预应力和荷载共同作用
现以图所示的简支梁为例，进一步说明预应力混凝土的基本原理。
在构件承受使用荷载q以前，设法将钢筋（其截面面积为）拉伸一段长度，使其产生拉应力，则钢筋中的总拉力为＝。
将张拉后的钢筋设法固定在构件的两端，则相当于对构件两端施加了一对偏心压力，从而在受拉区建立起预压应力（图a）。
当在梁上施加使用荷载q时，梁内将产生与预应力反号的应力（图b）。
叠加后的应力如图c所示。
显然，叠加后受拉区边缘的拉应力将小于由q在受拉区边缘引起的拉应力。
若叠加后受拉区边缘的拉应力小于混凝土的抗拉强度，则梁不会开裂；若超过混凝土的抗拉强度，构件虽然开裂，但裂缝宽度较未施加预应力的构件小。
预应力的概念在生产和生活中应用颇广。
盛水的木桶在使用前要用铁箍把木板箍紧，就是为了使木块受到环向预压力，装水后，只要由水产生的环向拉力不超过预压力，就不会漏水。
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）可以减小构件截面尺寸，节省材料，减轻自重，既可以达到经济的目的，又可以扩大钢筋混凝土结构的使用范围，例如可以用于大跨度结构，代替某些钢结构。
（5）工序较多，施工较复杂，且需要张拉设备和锚具等设施。
由于预应力混凝土具有以上特点，因而在工程结构中得到了广泛的应用。
在工业与民用建筑中，屋面板、楼板、檩条、吊车梁、柱、墙板、基础等构配件，都可采用预应力混凝土。
需要指出，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。