第24講-預(yù)應(yīng)力混凝土概述

四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院課時授課教案/學(xué)年第期課程名稱：授課班級：授課時間：課題：教學(xué)目的：重點、難點：教學(xué)方式與程序：使用教具：課后作業(yè)：課后記錄：年月日第24講預(yù)應(yīng)力混凝土概述§1.預(yù)應(yīng)力砼的基本原理1.普通鋼筋砼的不足由于混凝土的抗拉性能很差，使得普通鋼筋混凝土構(gòu)件存在幾個不足：①.普通鋼筋混凝土受拉、受彎等構(gòu)件通常帶裂縫工作；當(dāng)砼開裂時，受拉鋼筋應(yīng)力約20N/mm2；

②.為保證結(jié)構(gòu)正常使用要求的適用性和耐久性，必須限制裂縫寬度Wmax≤［W］，受拉鋼筋的應(yīng)力一般約200N/mm2；因此不能發(fā)揮高強鋼筋的強度；③.普通砼構(gòu)件自重大、抗裂差、變形大，不適于潮濕、腐蝕環(huán)境，也不適于大跨度、重荷載結(jié)構(gòu)；思考：能否借助混凝土較高的抗壓能力來彌補其抗拉能力的不足？2.預(yù)應(yīng)力砼基本原理預(yù)先在混凝土受拉區(qū)施加永久性預(yù)壓應(yīng)力，使其減小或抵消荷載引起的拉應(yīng)力，將構(gòu)件受到的拉應(yīng)力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態(tài)，即可控制構(gòu)件裂縫寬度，甚至可以使構(gòu)件不產(chǎn)生裂縫。這種施加了預(yù)壓應(yīng)力的砼就是預(yù)應(yīng)力砼?！?.預(yù)應(yīng)力砼的分類1.按裂縫控制等級分類：全預(yù)應(yīng)力混凝土

部份預(yù)應(yīng)力混凝土①在使用荷載作用下，不允許截面上混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力的構(gòu)件，稱為全預(yù)應(yīng)力混凝土，屬嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；②允許出現(xiàn)裂縫，但最大裂縫寬度不超過允許值的構(gòu)件，則稱為部分預(yù)應(yīng)力混凝土，屬允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；2.按預(yù)應(yīng)力鋼筋與砼有無粘結(jié)分類有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土，是指配置無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋是將預(yù)應(yīng)力鋼筋的外表面涂以瀝清、油脂或其他潤滑防銹材料，以減小摩擦力并防銹蝕，并用塑料套管或以紙帶、塑料帶包裹，以防止施工中碰壞涂層，并使之與周圍混凝土隔離，而在張拉時可沿縱向發(fā)生相對滑移的后張預(yù)應(yīng)力鋼筋。從90年代開始，無粘結(jié)束技術(shù)已在我國的某些橋梁工程中得到應(yīng)用，目前最大跨度可達到20m。3.按施加預(yù)應(yīng)力的工藝分類先張法后張法①先張法先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，然后澆筑混凝土的施工方法，稱為先張法。主要工藝過程：穿鋼筋→張拉鋼→澆筑混凝土并養(yǎng)護→切斷鋼筋②后張法先澆筑混凝土，待混凝土硬化后，在構(gòu)件上直接張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，這種施工方法稱為后張法。主要工藝過程：澆筑混凝土構(gòu)件（在構(gòu)件中預(yù)留孔道）并進行養(yǎng)護→穿預(yù)應(yīng)力鋼筋→張拉鋼筋并用錨具錨固→往孔道內(nèi)壓力灌漿。先張法與后張法的比較：（1）張拉順序先張法——先張拉鋼筋，后澆注混凝土；后張法——先澆注混凝土，后張拉鋼筋；（2）工藝過程先張法——穿鋼筋→拉鋼筋→澆混凝土→養(yǎng)護至75％→斷鋼筋；后張法——留孔道→澆混凝土→養(yǎng)護至75％→穿鋼筋→拉鋼筋→錨鋼筋→壓力灌漿。（3）預(yù)壓應(yīng)力的傳遞先張法——傳遞主要靠鋼筋和混凝土間的粘結(jié)力，因此，必須待混凝土達到設(shè)計強度75％以上，方可切斷鋼筋；后張法——主要通過工作錨具傳遞，因此，張拉鋼筋時，混凝土強度必須達到設(shè)計強度75％以上。（4）優(yōu)點先張法——工序簡單，不需要永久性錨具，批量生產(chǎn)中、小型構(gòu)件，效率高，成 本低，質(zhì)量易保證；后張法——可直接在構(gòu)件上布置及張拉各種形狀的預(yù)應(yīng)力鋼筋，無需臺座，可在 預(yù)制廠生產(chǎn)，也可在施工現(xiàn)場生產(chǎn)。（5）缺點先張法——需要臺座或大型鋼模（一次性投資大）；曲線布筋困難；不適合現(xiàn)場 施工；后張法——生產(chǎn)周期較長，需大量永久性錨具，鋼材消耗多，成本較高；工序多，操作復(fù)雜，造價高于先張法。（6）適用的構(gòu)件先張法——適于工廠化生產(chǎn)，適宜長線法生產(chǎn)中、小型構(gòu)件；后張法——大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；§3.預(yù)應(yīng)力砼對材料的要求1.砼：①高強；②快硬、早強；③收縮、徐變??；④均勻性好；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》對混凝土的要求：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強度等級不應(yīng)小于C30；

采用碳素鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作為預(yù)應(yīng)力鋼筋時，混凝土強度等級不宜低于C40。

無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級，板不低于C30，梁及其他構(gòu)件不低于C40。2.預(yù)應(yīng)力鋼筋：高強度；一定的塑性；高彈性模量；低松弛；①消除應(yīng)力鋼絲；②鋼絞線；③熱處理鋼筋；④無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋；⑤預(yù)應(yīng)力螺紋鋼筋⑥冷軋帶肋鋼筋；（多用于空心板）⑦冷拔鋼絲；冷拉Ⅳ級鋼筋；（目前已很少用）§4預(yù)應(yīng)力砼的特點1.優(yōu)點①抗裂性、抗?jié)B好，提高耐久性；②提高剛度，減小變形，適用于大跨度、重荷載結(jié)構(gòu)；③合理利用高強材料性能，減小自重，節(jié)約材料；④提高結(jié)構(gòu)的抗疲勞能力；⑤可提高裝配式結(jié)構(gòu)的整體性2.缺點①設(shè)計復(fù)雜；②施工復(fù)雜，技術(shù)要求高；（需特種施工）③工序多，工期長；④需張拉設(shè)備和大量錨具；注意：預(yù)應(yīng)力混凝土不能提高構(gòu)件的承載能力。（除抗剪扭能力有一定提高外）也就是說，當(dāng)截面和材料相同時，預(yù)應(yīng)力混凝土與普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載能力相同?！?.錨具和夾具簡介1.錨具：構(gòu)件的一部分，永久性固定預(yù)應(yīng)力鋼筋，不能重復(fù)使用；2.夾具：臨時固定預(yù)應(yīng)力鋼筋，可重復(fù)使用。習(xí)慣也稱錨具；3.分類（按工作原理）：摩阻式承壓式4.常用錨具：螺絲端桿錨具