1、项目二混凝土结构预应力混凝土的预应力混凝土的受力特点受力特点施加预应力的施加预应力的方法方法预应力损失预应力损失学习目标：学习目标：任务四 钢筋混凝土柱预应力混凝土构件预应力混凝土构件预应力混凝土预先在钢筋中施加预应力混凝土预先在钢筋中施加拉应力，混凝土中建立起预压力拉应力，混凝土中建立起预压力主要内容及重点主要内容及重点 预应力混凝土的预应力混凝土的受力特点受力特点 施加预应力的施加预应力的方法方法 预应力损失预应力损失问题提出问题提出普通的钢筋混凝土构件，由于混凝土的抗拉普通的钢筋混凝土构件，由于混凝土的抗拉强度低，很早就出现裂缝，并导致刚度降强度低，很早就出现裂缝，并导致刚度降低，采用高
2、强度钢筋毫无意义。低，采用高强度钢筋毫无意义。解决问题思路：能否充分利用混凝土的抗压解决问题思路：能否充分利用混凝土的抗压强度来推迟混凝土开裂？强度来推迟混凝土开裂？预应力混凝土基本概念预应力混凝土基本概念 预先张拉钢筋，利用钢筋和砼的粘结性，预先张拉钢筋，利用钢筋和砼的粘结性，在混凝土中建立起预压力。外荷载产生的在混凝土中建立起预压力。外荷载产生的拉应力被预压力部分或全部抵消。拉应力被预压力部分或全部抵消。利用拉区混凝土的原有抗压强度，用以抵利用拉区混凝土的原有抗压强度，用以抵消或减少外荷载产生的拉力，达到推迟开消或减少外荷载产生的拉力，达到推迟开裂，提高构件的刚度的目的裂，提高构件的刚度的
3、目的 木桶盛水预应力木桶盛水预应力epNpspcsc 全预应力砼全预应力砼 有限预应力砼有限预应力砼 部分预应部分预应力力砼砼预应力混凝土的分类预应力混凝土的分类 全预应力混凝土使用荷载下，截面受拉全预应力混凝土使用荷载下，截面受拉边缘砼不出现拉应力边缘砼不出现拉应力 有限预应力混凝土在使用荷载下，截面有限预应力混凝土在使用荷载下，截面受拉边缘砼出现拉应力，但不超过砼抗拉受拉边缘砼出现拉应力，但不超过砼抗拉强度标准值强度标准值 部分预应力混凝土受拉区允许出现裂缝，部分预应力混凝土受拉区允许出现裂缝，但不超过允许最大裂缝宽度但不超过允许最大裂缝宽度部分预应力混凝土的优点部分预应力混凝土的优点 全
4、预应力砼的设计可靠度偏大，浪费钢材全预应力砼的设计可靠度偏大，浪费钢材 全预应力砼，在恒载小，活载大的条件下，全预应力砼，在恒载小，活载大的条件下，容易产生反拱过大的问题容易产生反拱过大的问题 预应力砼的裂缝是可以闭合的，在最大荷载预应力砼的裂缝是可以闭合的，在最大荷载作用下偶然出现裂缝并不特别严重作用下偶然出现裂缝并不特别严重施加预应力方法施加预应力方法 张拉钢筋和浇注混凝土的顺序不同，分为张拉钢筋和浇注混凝土的顺序不同，分为先张法和后张法先张法和后张法 先张法先张拉钢筋，后浇注混凝土，需先张法先张拉钢筋，后浇注混凝土，需要台座或钢模，切断预应力钢筋后，利用要台座或钢模，切断预应力钢筋后，利
5、用自相平衡的道理通过粘结力产生预压力自相平衡的道理通过粘结力产生预压力 后张法先浇注砼，预留孔洞，后张拉钢后张法先浇注砼，预留孔洞，后张拉钢筋，利用锚具将钢筋锚固在构件上，产生筋，利用锚具将钢筋锚固在构件上，产生预压力一般是现场施工预压力一般是现场施工 其他电热法、自张法其他电热法、自张法两种方法的比较两种方法的比较先先张张法法工艺简单工艺简单需要台座，需要台座，锚具可以锚具可以多次使用多次使用可以一次生可以一次生产大量构件，产大量构件，效率高效率高钢筋只能钢筋只能是直线型是直线型适用于预制适用于预制构件厂施工构件厂施工中小型构件中小型构件后后张张法法工序多，工序多，复杂，不复杂，不需要台座需
6、要台座需要永久性需要永久性锚固，成本锚固，成本高高可以采用可以采用曲线型钢曲线型钢筋筋适用与现场适用与现场浇注就地张浇注就地张拉的大型构拉的大型构件件预应力混凝土的材料预应力混凝土的材料 混凝土混凝土：高强度、收缩徐变小、快硬：高强度、收缩徐变小、快硬早强早强 钢材：钢材：高强度、具有一定的塑性、良高强度、具有一定的塑性、良好的工作性能、黏结性能好好的工作性能、黏结性能好张拉控制应力张拉控制应力 定义：定义：张拉预应力钢筋时预应力钢筋必须张拉预应力钢筋时预应力钢筋必须达到的拉应力控制值。达到的拉应力控制值。控制应力越大，建立的预应力值越大，抗控制应力越大，建立的预应力值越大，抗裂性越好。裂性越
7、好。控制应力过大，预应力钢筋处于过高的应控制应力过大，预应力钢筋处于过高的应力状态，破坏前没有预兆，甚至会出现某力状态，破坏前没有预兆，甚至会出现某些钢筋接近或达到屈服阶段。些钢筋接近或达到屈服阶段。控制应力过低，预应力值小，达不到效果控制应力过低，预应力值小，达不到效果预应力损失预应力损失 由于张拉工艺和材料本身的性能等因素，由于张拉工艺和材料本身的性能等因素，预应力钢筋中的拉应力值会逐渐降低，这预应力钢筋中的拉应力值会逐渐降低，这种现象称为预应力损失。种现象称为预应力损失。预应力损失分类：六类预应力损失分类：六类 预应力损失组合：第一批和第二批预应力预应力损失组合：第一批和第二批预应力损失
8、损失 先张法和后张法的预应力损失不同先张法和后张法的预应力损失不同张拉锚具变形引起的预应力损失张拉锚具变形引起的预应力损失 l1锚具各部件之间和锚具与构件之间的锚具各部件之间和锚具与构件之间的缝隙被压缩，使得预应力钢筋回缩，引起缝隙被压缩，使得预应力钢筋回缩，引起的预应力损失的预应力损失 l1 aEs/l 长度大于长度大于100m的先张法中可以不考虑这一的先张法中可以不考虑这一项损失项损失 存在与先张法和后张法中存在与先张法和后张法中预应力钢筋与孔道壁的摩擦引起的预应力钢筋与孔道壁的摩擦引起的 l2由于摩擦力的存在，预应力钢筋的实由于摩擦力的存在，预应力钢筋的实际预拉应力将逐渐减少际预拉应力将
9、逐渐减少 仅存在与后张法中仅存在与后张法中温度引起的预应力损失温度引起的预应力损失 l3采用升温养护时，钢筋伸长，此时钢采用升温养护时，钢筋伸长，此时钢筋和混凝土没有粘结，造成钢筋放松，拉筋和混凝土没有粘结，造成钢筋放松，拉应力减小，降温时，钢筋和砼称为整体，应力减小，降温时，钢筋和砼称为整体，一起回缩，产生的预应力损失不能恢复一起回缩，产生的预应力损失不能恢复 l32t 可采用两次升温养护，达到减少预应力损可采用两次升温养护，达到减少预应力损失的目的失的目的 仅存在先张法中仅存在先张法中钢筋应力松弛引起的预应力损失钢筋应力松弛引起的预应力损失 l4钢筋在高应力下，随时间增产而产生钢筋在高应力
10、下，随时间增产而产生塑性变形的性能，即在长度保持不变的情塑性变形的性能，即在长度保持不变的情况下，应力随时间增加而降低，由此引起况下，应力随时间增加而降低，由此引起的钢筋应力损失的钢筋应力损失 与张拉控制应力有关与张拉控制应力有关 先张法、后张法都存在此项损失先张法、后张法都存在此项损失混凝土收缩徐变引起的损失混凝土收缩徐变引起的损失 l5混凝土的体积收缩和压应力作用下的混凝土的体积收缩和压应力作用下的徐变使得构件缩短，从而产生预应力损失徐变使得构件缩短，从而产生预应力损失 此项预应力损失在所有损失中所占比例最此项预应力损失在所有损失中所占比例最大大 同时存在与先张法和后张法中同时存在与先张法
11、和后张法中螺旋式钢筋挤压砼引起的损失螺旋式钢筋挤压砼引起的损失 l6在采用环形预应力钢筋的构件中，砼在采用环形预应力钢筋的构件中，砼在预应力钢筋的挤压下，沿径向产生挤压在预应力钢筋的挤压下，沿径向产生挤压变形，直径减少，造成预应力损失变形，直径减少，造成预应力损失 只存在与后张法施工的环形预应力筋构件只存在与后张法施工的环形预应力筋构件预应力损失值的组合预应力损失值的组合 按照预应力产生的时间不同，分类按照预应力产生的时间不同，分类 混凝土预压结束之前产生的预应力损失称混凝土预压结束之前产生的预应力损失称为第一批预应力损失为第一批预应力损失l，反之，称为第，反之，称为第二批预应力损失二批预应力损失l 最小预应力损失值：先张法：最小预应力损失值：先张法：100N/mm2后张法：后张法：80N/mm2预应力损失组合表预应力损失组合表预应力损失组合预应力损失组合 先张法先张法后张法后张法第一批（砼预压第一批（砼预压之前）之前）l1 l3 l4l1 l2第二批（砼预压第二批（砼预压后）后）l5 l4l4 l5 l6
