预应力混凝土-课件PPT

高到k’点。 工程应用：一方面提高钢筋的屈服强度，同时 钢筋的长度也延长了，从而达到节约钢材的目
整直等工序，施工方便。
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❖ 2．有物理屈服点钢筋 冷拉低合金钢——采用热轧钢筋经冷拉后得到。 特点：钢筋经冷拉后屈服强度提高，塑性有所降低。 钢筋冷拉 后可以提高抗拉强度，当钢筋用于抗压时，其强度并不提高。
规范提倡优先采用强度高、性能好的预应力钢筋（钢丝、钢铰线）。 注：钢筋冷拔后则同时提高抗拉及抗压强度。
载P作用下下边缘所产生的拉应力全部（或部分）抵消，因而可避免混凝土 出现裂缝（或限制裂缝的大小），混凝土梁可以全截面参加工作。这就相当 于改善了梁中混凝土的抗拉性能，而且可以达到充分利用高强钢材性能的目 的。
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预应力混凝土的分类
1.按预应力的大小
全部预应力 部分预应力
2.按施加应力方法
先张法预应力 后张法预应力 自应力预应力
预应力混凝土
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Contents
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概念
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分类
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材料
4 特性（抗震设计、耐久性、应力损失、
应力腐蚀等）
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预应力混凝土的定义：根据需要人为地引入某一数 值与分布的内应力，用以部分或全部抵消外荷载 应力的一种加筋混凝土。为了更好的了解的这一 概念，而后改为：根据需要人为地引入某一数值 反向荷载，用以部分或全部抵消使用荷载的一种 加筋混凝土。
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❖ 实际上预加应力的概念在日常生活和生产实践 中早有所应用。如：
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预应力混凝土结构的基本原理
❖ 所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝 土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和 分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个 合适程度的混凝土。例如，对混凝土或钢筋混 凝土梁的受拉区预先施加压应力，使之建立一 种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规 律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应 力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致 开裂，或推迟开裂，或者使裂缝宽度减小。这 种预先给混凝土引入内部应力的结构，就称为 预应力混凝土结构。
原因：预应力钢筋——高应力状态
减少预应力 损失
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7.2 预应力混凝土构件一般规定
国内常用的预应力钢筋有钢筋、钢丝、钢绞线； 分为两大类： 1．无物理屈服点钢筋（丝） （1）钢铰线 —— 由多股（3或7股）高强钢丝铰合而成，再经低
温回火制成。 特点：钢铰线比单根钢丝直径大，但具有一定的柔性，施工方便且
❖ 若拉区最大裂缝控制在0.3mm以内的话，钢筋的拉力仅达150~250N/mm2,只 占高强钢筋抗拉强度设计值（1000~1300N/mm2）15%~20% —— 不能充分利用高强钢筋的强度！ 借助于混凝土的抗压强度来补偿其抗拉强度的不足，以推迟受拉区混凝土的开裂？
即：在构件受外荷以前，使它先存在着一种应力状态（预加应力），用以减小或抵消外 荷作用时产生的拉应力？
如用于大跨结构时，为满足挠度控制的要求，需要加大截 面尺寸来增大刚度，以致使构件的承载力中有较大一部分用于 负担结构的自重。跨度越大，自重在承载力中所占比例就越大， 很不经济、不合理、甚至是不可能的
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构件中若采用高强度钢筋，将使——使用荷载下钢筋的工作应力提高很多， 挠度和裂 缝宽度将远远超过允许值!
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原理分析
❖ 以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。
如图所示，在荷载作用之前，预先在梁的受压区施加偏心压力Ny,使梁下 边缘混凝土产生预压应力σhyx，梁上边缘产生预拉应力σhy
上缘： σhys＝ Ny- Ny.e/(bh2/6) 下缘： σhyx＝ Ny+ Ny.e/(bh2/6)
不降低强度。 （2）消除应力钢丝—— 经过低温回火处理的钢丝称为消除应力钢
丝。 解释：高碳钢经过多次冷拔，存在较大的内应力，需采用低温回火
来消除内应力。 在外形上分为：光面、刻痕及螺旋肋三种，用φp、φI、φH表示。 （3）热处理钢筋——用热轧中碳钢经过调质热处理后制成的高强
度钢筋。 特点：具有强度高、松弛小等特点，以圆盘形式供应，省掉对焊和
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补充：钢筋的冷拉与冷拔
❖ 1.钢筋的冷拉 在常温下将有明显流幅的钢筋拉伸到强化阶段k点，然后卸
载，卸载后钢筋将沿k直线恢复到0’，钢筋产生残余变形00’。 如果再张拉，应力应变曲线，将沿0’kd变化，转折点高于冷拉 前屈服点b，但流幅不明显。
时效硬化——冷拔后，若停留相当时间或高温 作用后再张拉，曲线将沿0’kk’变化，转折点提
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当外荷载P作用时，在梁跨中截面下边缘产生拉应力σhx，梁上边缘产生 压应σhs :
上缘： σhs＝＋M/(bh2/6) 压力Ny和外荷载P共同作用下，梁上、下边缘总应力为上述 两项应力的叠加： σs=σhys+σhs
σx = σhyx +σhx 由此说明：由于预先给混凝土梁施加了预压应力，使混凝土梁在外荷
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预应力混凝土的提出
1. 普通混凝土抗裂性很差 混凝土的极限拉应变很低，只有0.0001～0.0015，这
时钢筋应力仅20～30N/mm2,另外提高混凝土的强度也不 明显 2. 高强材料得不到充分应用
裂缝宽度一般应限制在0.2～0.3mm以内，受拉钢筋应 力最高也只能达到150～250N/mm2 3. 结构自重大使用性能不好
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预应力混凝土的特点
❖ 预应力混凝土由于事先人为地施加了一个预加力，使其在受
力方面有许多和普通混凝土结构不同的特点。但是，正正常配筋 范围内，预应力混凝土梁的破坏弯矩，主要与构建的组成材料的 性能有关，而与是否在受拉钢筋中施加拉应力的影响很小。其破 坏弯矩值与同条件下的普通钢筋混凝土的破坏弯矩值几乎相同。 这说明预应力混凝土结构并不能创造出超越其 本身材料强度能力 之外的奇迹，而只是大大地改善了结构在正常适用阶段的工作性 能。
有粘结预应力
3.按预应力筋的粘接状态 无粘结预应力
4.按施工方法分为
预制法预应力 现浇法预应力 叠合法预应力
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预应力混凝土材料
❖·
钢筋的性能
预应力钢筋一直 处于高强受拉应力
强度高
较好的塑性、 可焊性。
提高与混凝土 粘结强度
良好的粘结性。
低松弛。
超载情况下 发生脆性破断， 同时还要求具有良好
的加工性能，