第7章 預應力混凝土工程PPT課件

第七章鋼筋混凝土工程，第七章鋼筋混凝土工程，第一章鋼筋混凝土分類2，預應力3，后張法，7.1鋼筋混凝土工程，7.1鋼筋混凝土工程，(1)鋼筋混凝土原理混凝土是抗壓強度高、抗拉強度低的材料?？估瓘姸群艿?僅壓縮強度的1/10到1/15)，并且穩(wěn)定性較差。它的張力，扭轉變形能力也很小，破壞前沒有明顯的跡象。為了彌補混凝土抗拉強度太低的缺點，工程中使用鋼筋代替混凝土承擔張力。受混凝土壓力拉向鋼筋的這種鋼筋混凝土用途很廣，優(yōu)點很多，但也有難以克服的本質缺陷裂縫。為了克服普通鋼筋混凝土早期開裂和鋼筋不能充分發(fā)揮其作用的矛盾，建立了混凝土預應力方法鋼筋混凝土。也就是說，在混凝土結構受到荷載之前，對拉伸區(qū)域張力鋼筋后，將鋼筋的回彈力應用于混凝土，對混凝土施加一個預壓應力，產生一定的壓縮變形。如果該構件受力，拉伸區(qū)混凝土的拉伸變形首先與壓縮變形抵消，然后隨著外力的增加，混凝土逐漸增大，裂紋發(fā)生時間明顯延遲，從而增加構件的抗裂性和剛度。7.1鋼筋混凝土項目，(2)鋼筋混凝土材料的鋼筋混凝土抗裂程度取決于鋼筋的預拉應力值。鋼筋預張力越高，混凝土預壓力越大，構件的抗裂性越好。為了獲得大的預應力，一般使用高強度鋼筋和高強度混凝土。1)預應力筋的基本要求是高強度、良好的塑性、良好的粘合特性和優(yōu)良的加工性能。1.高強度。鋼的強度越高，損失率越低，經濟效果也越高，因此，滿足此條件時，應使用強度高的鋼作為預應力。2.可塑性很好。如果需要切割鋼筋，則有一定的伸長。元件在低溫負載下時，應更加注意塑膠要求。否則，可能會發(fā)生脆性損傷。7.1鋼筋混凝土施工，3 .與混凝土的附著力好。預應力構件的預應力由鋼筋和混凝土的粘結力構成。因此，鋼筋和混凝土必須有足夠的附著力。具有可焊性等優(yōu)秀的加工性能。當前國內鋼筋混凝土結構中常用的鋼筋通常由單個或捆綁的導線、鋼絞線或鋼筋組成。鋼筋可用作冷軋 級熱軋鋼材、熱處理鋼筋或精軋鋼筋，鋼絲可用作高強度碳素鋼絲或冷軋低碳鋼絲。2)混凝土用于鋼筋混凝土結構的混凝土必須具有高強度、輕便、高耐久性的特性。一般而言，混凝土的強度等級必須在C30以上。使用碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作為預應力筋時，混凝土的強度等級必須在C40以下。目前，我國在幾個重要的鋼筋混凝土結構中開始采用C50C60的高強混凝土，最高混凝土強度等級達到C80，逐漸發(fā)展為更高強度等級的混凝土。7.1鋼筋混凝土施工，(3)鋼筋混凝土的特點鋼筋混凝土可以充分發(fā)揮鋼筋和混凝土各自的特性，與普通鋼筋混凝土相比具有以下優(yōu)點：1)混凝土的抗裂性和剛度提高，構件的耐久性提高。(2)在與普通鋼筋混凝土相同的條件下，構件的優(yōu)點是小、自重、質量好、材料節(jié)約。3)擴大了高、大、重型機械的預制裝配程度。4)疲勞電阻優(yōu)于鋼筋混凝土。鋼筋混凝土有上述優(yōu)點，但也引起了另一個問題。也就是說，制造零部件時添加了拉伸工藝、灌漿設備、錨固裝置等特殊設備，使工藝更加復雜，運行要求更高。因此，較小的梁和板、承受不了拉力的拱和柱等不適合使用預應力結構。，7.1鋼筋混凝土項目，(4)鋼筋混凝土分類鋼筋混凝土可分為預應力施加過程的差異。1.pre-tensions: pre-tensions是先張法和澆筑混凝土的鋼筋混凝土生產方法。2.后張法：后張法是先澆混凝土后張法預應力筋的預應力混凝土生產方法。根據預應力筋的連接方式，鋼筋混凝土可以分為：1.已連接：prestressing tendons沿整個長度與周圍混凝土連接。2.未粘合：預應力筋沿全長與周圍混凝土相對滑動，防止預應力筋腐蝕，防止與周圍混凝土粘合，在預應力筋表面涂上油漆，并圍上塑料布。7.1鋼筋混凝土施工，使用荷載下，根據截面抗拉應力控制要求，鋼筋混凝土可以分為：1.完全預應力：在各種荷載組合下的元件剖面中，不允許抗拉應力的鋼筋混凝土元件。幾乎等于裂縫控制級別為1的構件。2.有限鋼筋混凝土：允許混凝土在短期載荷下承受一定的拉伸應力值，但在長期載荷下，混凝土不是按照拉伸要求設計的。對應于裂縫控制級別為2的構件。3.部分鋼筋混凝土：根據使用荷載下允許裂縫，但最大裂縫寬度不超過允許值的要求設計。與裂縫控制級別為3的零部件相對應。預拉伸和后拉伸可以使用機械拉伸(液壓或傳動螺桿)，主要用于彎曲預應力筋的拉伸，使用鋼筋的熱膨脹和收縮原理。7.1鋼筋混凝土項目，(5)鋼筋混凝土應用橋梁、建筑、軌枕、桿子、文件、壓力管道、油罐、水塔等，還包括高層、高聳、大跨度、中街和抗震結構、土木工程、能源工程、海洋工程，7.2預應力，先張法是在澆混凝土之前，先將預應力鋼筋張拉到支架或模板上，用固定裝置臨時固定，然后澆混凝土構件。如果鋼筋和混凝土具有足夠的結合力，直到混凝土達到規(guī)定的強度(通常不超過混凝土設計強度標準值的75%)，則加入或切斷鋼筋，并通過鋼筋的彈性收縮使混凝土和鋼筋之間的粘合力在混凝土中產生預載應力。先張法生產可以使用支架法或單位流法。使用支腳方法時，組件在固定的支腳上生產。采用單位流法時，制作和鋼模具通過固定裝置，通過流水完成各生產工序。為了運輸，pre-tensions適用于生產固定的中小型零件，例如樓板、屋頂板、吊車梁、檁條等。先張法的施工技術如圖所示。工藝：拉伸固定預應力筋混凝土澆筑硬化(75%強度)拉伸預應力筋。7.2 pre-tensioned和pre-tensions中常用的prestressing tendons有兩種類型：導線和鋼筋。鋼絲和鋼筋的固定裝置和拉伸設備不同，因此生產工藝也各不相同。7.2.1預應力施工設備，支架：預應力筋支撐結構；支架必須具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。固定裝置：在預緊中用于固定預應力鋼絲或鋼筋的工具，統(tǒng)稱固定裝置。連接預應力筋和張拉機的介質，起到張力和臨時固定的作用。拉伸機械：預應力筋的機械拉伸。需要可靠的工作，精確的控制應力，穩(wěn)定的速度。7.2.1預緊建設設備，預緊建設設備主要是支架、夾具和拉伸設備。(a)支架是預應力張拉的主要設備之一，可以承受預應力筋的整體張力。因此，必須具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，以防止因基座的變形、傾覆和滑動而造成的預應力損失。支架由臺面、橫梁、軸承結構等組成。根據軸承結構，支架施工樣式有四類：橋墩支架、槽支架、落地式支架和預制鋼支架。，7.2.1預應力建筑設備，1 .橋墩支架是以混凝土橋墩為軸承結構的支架，橋墩支架由橋墩、臺面、橫梁等組成。碼頭和臺面共同支撐黨的力量。通常用于平室生產的中小型零件，如屋頂桁架、空心板和板。在制造空心板、板等具有扁平筋的混凝土構件時，可以使用簡單的橋墩支架，因為張力不大。碼頭機座分類：重力式碼頭機座；簡單的碼頭支架；框架支架；生產7.2.1預應力施工設備、中型或多層鑄造零件時，如圖所示，使用橋墩支架較多，底座部分厚，可以承受一些張力。長度始終為100 150米，這可以利用導線長度的特性，一次生產多個零部件，減少張力和臨時固定操作，減少因導線滑動或薄板梁變形而造成的應力損失。1力碼頭；雙梁；3-部分厚的臺面；4預應力筋碼頭支架，7.2.1預應力施工設備，2 .槽座支架由端柱、壓桿、壓桿、壓桿、梁和臺面等組成，可以承受較大的張力和拉力矩，可用作蒸汽硬化槽，適用于吊車梁、屋頂桁架等張力較大的大型構件。如圖所示。7.2.1預應力建筑設備，3 .對于可穿戴支架流動性預制工廠，可使用可穿戴支架。該碼頭由鋼柱、預制混凝土擋板和沙床組成，搬遷時易于拆除，易于重復使用。4.裝配鋼架裝配鋼架用柱和橫梁組裝，適合在施工現場臨時生產裝配配件。7.2.1預應力施工設備，(2)夾具結構在預應力構件施工中保持預應力筋的拉力，并在張拉臺座(固定裝置可以根據其用途劃分。即，將預應力筋固定在基座上的固定裝置，以及在張力下固定預應力筋的抗拉固定裝置。固定和拉伸固定裝置是重用工具。預應力鋼絲不同于鋼筋固定架。1.預應力鋼絲固定架預應力鋼絲固定架分為兩類。首先，錨固夾具是將預應力臨時固定在平臺梁上的工具。第二，拉伸鉗是連接預應力筋和拉伸機進行預應力張力的工具。(1)固定架常用的固定夾是鋼錐銷、楔和鐓頭固定架。7.2.1先張法施工設備，圓錐銷夾具是直徑3 5mm的冷軋低碳鋼絲和碳(壓印)鋼絲錨定常用的單鋼絲固定裝置。圖a)、b)所示，由套筒和錐形銷組成。楔形固定裝置的功能基本上與推拔銷相同。圖c)所示。7.1.1預張拉施工設備、預應力鋼絲或鋼筋的固定端經常用作鐓頭錨。冷軋低碳鋼絲可以用冷鐓或熱碼頭方法制作標題頭。碳素鋼絲只有使用冷鐓法才能制成拖把。7 . 1 . 1 . 1 pre-tensioned construction equipment，(2) tension fixture tension fixture連接prestressing tendons和tensioning machine鋼絲張力分割單張力和多張力。常用的鋼絲張力夾包括夾具固定裝置、偏心固定裝置和楔形固定裝置等。7.2.1 pre-tensioned construction設備，2 .預應力鋼夾具和連接件大多數鋼筋夾具都可以用于錨和張力。根據工作原理，有螺紋端錨、拖把、銷等幾種類型的固定裝置。(1)螺紋端錨由螺紋端桿和螺母組成。7.2.1預應力施工設備，(2)將帶拉桿的凹槽的密封鋼鐓頭固定在槽內，固定裝置可通過張緊套筒和拉桿插孔連接，以形成張力。單鐓頭加強螺釘固定裝置，7.2.1預張力施工設備，(3)銷固定裝置由圓形套筒和圓錐銷組成。7.2.1預應力施工設備，1針；2-套筒；3-prestressing tendon二件式銷固定件單粗鋼筋之間的連接，或厚鋼筋和螺釘之間的連接，可以使用鋼筋接頭或銷卡箍。1-半圓套筒；雙接頭；3-鋼筋標題；4-刀具螺絲桿；5-鋼圈套雙配合連接器，7.2.1預張力施工設備，(3)張力設備1。預應力鋼絲張力機械支腳生產零件通常使用單絲張力。張力小，可以用小型絞車張力，用彈簧、杠桿等簡單設備測量力。7.2.1預張力施工設備，2 .預應力鋼張力設備(1)液壓千斤頂組張力可以使用四梁裝置。通常只適用于螺絲端桿錨或碼頭固定裝置。7.2.1預應力施工設備，(2)直徑為12-20mm的單根鋼筋，鋼絞線或鋼絲梁的張力的液壓千斤頂單張力。使用Yc-20貫通插孔。7.2.1預拉伸施工設備，(3)確保電動螺桿張力機械設備、個人安全和拉力的準確性，拉伸機械張力必須至少為預應力筋張力的1.5倍；張緊機器的拉伸行程不是預應力筋伸長值的1.1 1.3倍。7.2.2預應力施工工藝，7.2.2.1刷隔離劑和預應力筋布置，1 .筆刷隔離劑長餐桌餐桌桌或膜預應力筋包裝前的油漆隔離劑。油漆過的隔離劑不能弄臟鋼筋，以免影響鋼筋和混凝土的粘合。澆混凝土前要防止雨水侵蝕，破壞隔離劑。7.2.2.1筆刷隔離劑和預應力筋放置，2 .預應力筋隔離劑干燥后，可以放預應力筋，預應力筋應放在拖拉機上。如果鋼筋需要長，可以使用連接件長度。例如，線材由20-22線材接合器長束。7.2.2.1電刷隔離劑和安裝預應力筋，鋼絲綁扎長度：40d表示冷軋低碳鋼絲；必須小于。冷軋低合金鋼線材50d必須小于。標記導線不能小于80d。導線搭接長度必須比松緊帶長度大10d。7.2.2.2預應力筋的張力，1 .拉伸和拉伸控制應力張力拉伸預應力筋時，必須根據設計所需的拉伸方法使用正確的拉伸方法和程序。調整初始應力，使長度、繃緊、拉伸應力均勻。預應力的張力計算方法如下：Pj=con xap。拉伸控制應力符合設計規(guī)范。con不能超過下表中的限制，且不能小于0.4fptk。實際張力時的應力需要考慮多種應力損失，使用超張力。7.2.2.2預應力筋的張力，2 .拉伸程序1)將線材用作預應力筋時，必須使用一次拉伸程序。01.03con1.05con錨定其中，1.03con1.05con考慮了彈簧稱重傳感器的故障、溫度影響、平臺或位置板的剛度不足、基座長度不符合、工人的操作影響等。2)鋼筋用作預應力筋時，為了減少應力松弛損失，01.05con(負載2分鐘)con錨定5%拉力，保持負載2分之一，以加快鋼筋松弛的初始開發(fā)，從而減少應力松弛引起的應力損失。松弛是指鋼在室溫高應力狀態(tài)下持續(xù)發(fā)生塑性變形的特性。7.2.2.2預應力筋的張力，3 .預應力筋的檢查1)預應力鋼絲的內力檢查，通常拉伸錨后1h，檢查數：每個工作班總預應力筋的1%，3個以上。2)預應力鋼筋受張力錨定后，實際設置的預應力值與工程設計代碼中規(guī)定的檢查值的相對允許偏差為5%。7.2.2.2預應力筋的張力，4 .預應力張拉，7 . 2 . 2 . 2 . 3澆筑和維護混凝土，組件的支撐模具應在預應力筋張拉錨固和非預應力筋綁扎完成后完成模具應避免臺面的膨脹節(jié)和裂紋，如果不能避免膨脹節(jié)和裂紋，應采取其他相關措施。模具完成后，必須注入混凝土。各生產線必須一次澆完。最小化混凝土的收縮和蠕變，減少預應力損失。收縮和徐變都與水泥品種和使用情況、水灰比、骨料多孔、振動成型等有關。澆筑混凝土時必須振動，振動器不得與預應力筋碰撞?；炷廖催_到強度時，預應力筋不能碰撞或踩踏。鋼筋混凝土可以使用自然維護或濕熱維護。通?？梢圆捎枚渭訜岽胧撼跏紲囟壬邞诨炷吝€不牢固的情況下，預應力和筋沒有結合的情況下進行，初始溫度溫差一般可以在20 內控制；第二次加熱時，混凝土構件具有一定強度(7.5MPa到10MPa)。也就是說，如果混凝土和預應力筋的粘合力足夠強，足以承受溫差變形，然后將溫度升高到硬化溫度，預應力筋將與混凝土一起變形，不再引起應力損失。7.2.2.4 prestressing tendons，1 .放置預應力筋時，混凝土強度必須滿足設計要求。如果設計不符合要求，則必須小于或等