第六章預應力混凝土構件簡介第二講教學目標66課件講解

1.理解張拉控制應力的概念及其確定原則；2.理解預應力損失的概念、種類及減小措施；3.預應力混凝土構件的一般構造要求。第六章預應力混凝土構件簡介

第二講教學目標：1.張拉控制應力的概念及其確定原則；2.預應力損失的概念、種類及減小措施;3.預應力混凝土構件的一般構造要求。預應力損失的概念及減小措施。重點難點6.2.1張拉控制應力

1.定義在張拉預應力鋼筋時所達到的規(guī)定應力,用σcon表示。

2.張拉控制應力的確定原則張拉控制應力取得高些，不但可以提高構件的抗裂性能和減小撓度，而且可以節(jié)約鋼材。因此，σcon值適當取高一些是有利的。但σcon值不能過高。

6.2張拉控制應力與預應力損失鋼筋種類張拉方法先張法后張法消除應力鋼絲、鋼絞線熱處理鋼筋3.張拉控制應力的數(shù)值注：下列情況，表中數(shù)值可提高0.05fptk；①要求提高構件在施工階段的抗裂性能而在使用階段受壓區(qū)內設置的預應力筋；②要求部分抵消由于應力松馳、摩擦、鋼筋分批張拉以及預應力鋼筋與張拉臺座之間的溫差因素產生的預應力損失。6.2.2預應力損失及其減小措施

預應力損失：由于張拉工藝和材料特性等原因，從張拉鋼筋開始直到構件使用的整個過程中，經張拉所建立起來的鋼筋預應力將逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為預應力損失。

1.張拉端錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失產生原因：由于經過張拉的預應力鋼筋被錨固在臺座或構件上以后，錨具、墊板與構件之間的縫隙被壓緊，以及預應力鋼筋在錨具中的滑動，造成預應力鋼筋回縮而產生的預應力損失。

產生范圍：先張法構件、后張法構件。減小措施：（1）選擇變形小或預應力筋滑動小的錨具、夾具，并盡量減少墊板的數(shù)量；（2）對于先張法張拉工藝，選擇長的臺座。臺座長度超過100m時，可忽略不計。

2.預應力鋼筋與孔道的摩擦引起的預應力損失。產生原因：后張法構件在預留孔道中張拉鋼筋時，因鋼筋與孔道壁之間的接觸引起摩擦阻力而產生的預應力損失。產生范圍：后張法構件。減少措施：（1）采用兩端張拉；（2）采用“超張拉”工藝。其工藝程序為：

停2min停2min01.1σcon0.85σconσcon。

3.混凝土加熱養(yǎng)護時，預應力鋼筋與臺座間溫差引起的預應力損失產生原因：當先張法構件進行蒸汽養(yǎng)護時，隨著鋼筋溫度升高，其長度也增加（由于新澆混凝土尚未結硬，不能約束鋼筋增長），而臺座長度固定不變，因此張拉后的鋼筋變松，預應力鋼筋的應力降低。降溫時混凝土和鋼筋已粘結成整體，二者一起回縮，鋼筋的應力不能恢復到原來的張拉應力值。產生范圍：采用蒸汽養(yǎng)護的先張法構件。

減少措施：

(1)蒸汽養(yǎng)護時采用兩次升溫養(yǎng)護，即第一次升溫至20℃，恒溫養(yǎng)護至混凝土強度達到7~10N/mm2

時，再第二次升溫至規(guī)定養(yǎng)護溫度。

(2)在鋼模上張拉，將構件和鋼模一起養(yǎng)護。此時，由于預應力鋼筋和臺座間不存在溫差，故溫差損失為0。

4.預應力鋼筋應力松馳引起的預應力損失產生原因：預應力鋼筋應力松馳引起的預應力損失實際上是鋼筋的應力松馳和徐變引起的預應力損失的統(tǒng)稱。產生范圍：先張法構件、后張法構件。減小措施：

(1)采用應力松馳損失較小的鋼筋作預應力鋼筋；

(2)采用“超張拉”工藝。

5.混凝土收縮和徐變引起的預應力損失產生原因：由于混凝土的收縮和徐變使構件長度縮短，被張緊的鋼筋回縮而產生的預應力損失。此項預應力損失是各項損失中最大的一項，在直線預應力配筋構件中約占總損失的50％，在曲線預應力配筋構件中約占30％左右。產生范圍：先張法構件、后張法構件。

減少措施：

(1)設計時盡量使混凝土壓應力不要過高；

(2)采用高強度等級水泥，以減少水泥用量，同時嚴格控制水灰比；

(3)采用級配良好的骨料，增加骨料用量，同時加強振搗，提高混凝土密實性；

(4)加強養(yǎng)護，使水泥水化作用充分，減少同的收縮。有條件時宜采用蒸汽養(yǎng)護。

6.環(huán)形構件采用螺旋預應力筋時局部擠壓引起的預應力損失產生原因：由于構件環(huán)形配筋時，預應力鋼筋將混凝土局部壓陷，使構件直徑減小而產生的預應力損失。產生范圍：直徑d≤3m的后張法構件中。

6.3.1一般構造要求

1.預應力混凝土構件中鋼筋的布置（1）預應力鋼筋１）布置形式

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①直線布置主要優(yōu)點：施工簡單適用范圍：主要用于跨度和荷載較小的情況，既可用于先張法構件，又可用于后張法構件。6.3預應力混凝土構件的構造要求②曲線布置適用范圍：多用于跨度和荷載較大的構件，如預應力混凝土梁就多采用這種布置形式。曲線布置一般用于后張法構件。

預應力鋼筋的布置２）間距及孔道尺寸預應力鋼筋的凈距不應小于其公稱直徑或等效直徑的1.5倍，且符合下列規(guī)定：對熱處理鋼筋及鋼絲，不應小于25mm；對3股鋼絞線，不應小于20mm；對7股鋼絞線，不應小于25mm。當先張法預應力鋼絲按單根方式配筋有困難時，可采用相同直徑鋼絲并筋的配筋方式。后張法構件中，預應力鋼絲束、鋼絞線束的預留孔道間的水平凈間距，在預制構件中不宜小于50mm；孔道至構件邊緣的凈距不宜小于30mm，且不宜小于孔道直徑的一半。

3）混凝土保護層預應力鋼筋的保護層厚度同鋼筋混凝土構件。處于一類環(huán)境且由工廠生產的預應力構件，預應力鋼筋的保護層厚度不應小于預應力鋼筋直徑d，且板不小于15mm，梁不小于20mm。（2）非預應力鋼筋

1）縱向非預應力鋼筋縱向非預應力鋼筋包括受力鋼筋和非受力鋼筋。非預應力受力鋼筋宜采用HRB335、HRB400和CRB550級鋼筋，也可采用RRB400級鋼筋。為了防止受彎構件制作、運輸、堆放和吊裝時，在預拉區(qū)出現(xiàn)裂縫或減小裂縫寬度，可在構件預拉區(qū)配置一定數(shù)量的縱向非預應力鋼筋。后張法預應力混凝土結構構件的預拉區(qū)和預壓區(qū)中應設置縱向非預應力構造鋼筋。這些非預應力鋼筋一般布置在預應力鋼筋的外側。在無粘結后張預應力混凝土受彎構件中，應配置一定數(shù)量的縱向非預應力鋼筋，以克服純無粘結受彎構件只出現(xiàn)一條或少數(shù)幾條裂縫使混凝土壓應變集中而引起脆性破壞的缺點，還利于分散裂縫，改善受彎構件的變形性能和提高正截面受彎承載力。

2）箍筋預應力混凝土構件的箍筋設置的構造要求與普通鋼筋混凝土構件基本相同。

后張法預應力混凝土構件在預應力鋼筋彎折處，應加密箍筋或沿彎折處內側設置鋼筋網片。（2）后張法構件1）當構件在端部有局部凹進時，為防止在施加預應力過程中，端部轉折處產生裂縫，應增設折線構造鋼筋。2）為了防止施加預應力時在構件端部產生沿截面中部的縱向水平裂縫和減少使用階段構件在端部區(qū)段的混凝土主拉應力（簡支構件），宜將一部分預應力鋼筋在靠近支座處彎起，并使預應力鋼筋盡可能沿構件端部均勻布置。當需集中布置在端部截面的下部或集中布置在上部和下部時，應在構件端部0.2h（h為構件端部截面高度）范圍設置豎向附加的焊接鋼筋網、封閉式箍筋或其他形式的構造鋼筋，附加豎向鋼筋宜采用帶肋鋼筋。

3）在預應力鋼筋錨具下及張拉設備的支承處，應設置預埋鋼墊板，并設置間接鋼筋和附加構造鋼筋。

6.3.2現(xiàn)澆無粘結預應力混凝土樓板的配筋及構造

1.現(xiàn)澆無粘結預應力混凝土樓板的形式

2.無粘結預應力鋼筋的布置方式（1）多跨單向平板多跨單向平板中，無粘結預應力鋼筋多采用縱向多波連續(xù)配筋方式。單向板中無粘結預應力鋼筋的最大間距應不大于板厚度的6倍且不宜大于lm。返回（2）柱支承多跨雙向無梁平板在柱支承多跨雙向無梁平板中，無粘結預應力鋼筋在縱橫兩個方向均采用縱向多波連續(xù)配筋方式。在均布荷載作用下，其配筋形式有以下兩種：1）按柱上板帶和跨中板帶布筋2)一方向集中布筋而另一方向均勻分散布筋。無粘結預應力砼樓蓋的鋼筋布置

(3)多跨雙向密肋板在多跨雙向密肋板中，每根肋內部布置無粘結預應力筋，柱間采用雙向無粘結預應力扁梁(與肋等高)。在密肋板單向連續(xù)平板和雙向平板中，必須配置無粘結預應力鋼筋的支撐鋼筋，其間距不宜大于2m，直徑不宜小于10mm。支撐鋼筋可采用HPB235級鋼筋。

3.其他規(guī)定當無粘結預應力鋼筋長度超過25m時，宜采用兩端張拉；當長度超過50m時，宜采取分段張拉，如圖下圖。對單向多跨連續(xù)板，在設計時宜將無粘結預應力鋼筋分段錨固或增設中間錨固點。在雙向平板的外邊緣和拐角處，應設置暗圈梁或鋼筋混凝土邊梁。暗圈梁的縱向鋼筋直徑不應小于12mm，且不應少于4根；箍筋直徑不應小于6mm，間距不應大于250mm。當板上需要設置不大的孔洞時，可將板內無粘結預應力鋼筋在兩側繞過開洞處鋪放，無粘結預應力鋼筋距洞邊不宜小于150mm，水平偏移的曲率半徑不宜小于6.5m。洞邊應配置構造鋼筋。4.板的錨固區(qū)構造（1）單根無粘結預應力鋼筋的錨固區(qū)應配有鋼承壓板及螺旋筋。當每根無粘結鋼絞線設單獨墊板時，鋼承壓板的尺寸一般為100mm×l00mm，厚度10mm。有時為了局部承壓需要，鋼承壓板的厚度可適當放大。螺旋筋可采用φ6鋼筋制成，螺旋直徑70mm，長度4.5圈。（2）無粘結預應力鋼筋張拉完畢后，應及時對錨固區(qū)進行保護和護腐蝕處理。（3）當張拉端設在建筑物周邊時，混凝土樓板宜伸出梁邊和柱邊，形成寬≥150mm的懸挑帶（圖6.3.15），此種構造便于預應力施工，在完成外裝修后也不會影響建筑物的外觀。（4）固定端錨具可以設置在主體結構端部的墻內、梁內或梁柱節(jié)點內。當固定端設置在