预应力混凝土结构2.pdf
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1、重点内容回顾重点内容回顾 预应力的方向通常与外荷载产生的应力方预应力的方向通常与外荷载产生的应力方向相同还是相反向相同还是相反?向相同还是相反向相同还是相反?相反1重点内容回顾重点内容回顾 先张法靠什么来传递预应力?先张法靠什么来传递预应力?预应力筋和混凝土之间的粘结力2第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构分类分类:后张法后张法分类分类:后张法后张法 后张法:先浇筑混凝土,待混凝土结硬并达到后张法:先浇筑混凝土,待混凝土结硬并达到定的强度后定的强度后再在构件上张拉预应力筋再在构件上张拉预应力筋一一定的强度后定的强度后,再在构件上张拉预应力筋再在构件上张拉预应力筋 后张法施工流程:后张
2、法施工流程:预留孔道预留孔道:先浇筑混凝土,:先浇筑混凝土,并在构件中配置预应力钢筋的部位上预留孔道,并在构件中配置预应力钢筋的部位上预留孔道,孔道可以采用预埋波纹管孔道可以采用预埋波纹管,也可以直接将无粘也可以直接将无粘孔道可以采用预埋波纹管孔道可以采用预埋波纹管,也可以直接将无粘也可以直接将无粘结预应力筋直接置于混凝土中;结预应力筋直接置于混凝土中;制造构件,预留孔道()a3第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构分类分类:后张法后张法分类分类:后张法后张法 后张法施工流程:后张法施工流程:穿筋穿筋:待混凝土达到一定:待混凝土达到一定强度强度(般不低于设计强度的般不低于设计强度的)后
3、后在孔在孔强度强度(一一般不低于设计强度的般不低于设计强度的75%)后后,在孔在孔道内穿筋或将钢筋设置在套管(如波纹管)内道内穿筋或将钢筋设置在套管(如波纹管)内浇筑混凝土,然后安装张拉设备;浇筑混凝土,然后安装张拉设备;张拉张拉:张:张拉钢筋拉钢筋,混凝土混凝土同时同时被压缩获得压应力被压缩获得压应力,当预当预拉钢筋拉钢筋,混凝土混凝土同时同时被压缩获得压应力被压缩获得压应力,当预当预应力筋的张拉应力达到规定值(张拉控制应力)应力筋的张拉应力达到规定值(张拉控制应力)后后在张拉端用锚具锚紧在张拉端用锚具锚紧(锚具留在构件中不锚具留在构件中不后后,在张拉端用锚具锚紧在张拉端用锚具锚紧(锚具留在
4、构件中不锚具留在构件中不再取出),使构件保持预压状态再取出),使构件保持预压状态钢筋伸长钢筋伸长混凝土缩短4穿筋,安装拉伸机()b张拉钢筋()c第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构分类分类:后张法后张法分类分类:后张法后张法 后张法施工流程:后张法施工流程:灌浆灌浆:往孔道内压力灌浆,:往孔道内压力灌浆,使预应力筋与孔道之间产生粘结力使预应力筋与孔道之间产生粘结力防止钢筋防止钢筋使预应力筋与孔道之间产生粘结力使预应力筋与孔道之间产生粘结力,防止钢筋防止钢筋锈蚀,并使预应力筋与混凝土结为一体锈蚀,并使预应力筋与混凝土结为一体制造构件,预留孔道穿筋,安装拉伸机钢筋伸长()a()b钢筋伸长
5、混凝土缩短张拉钢筋锚固钢筋,孔道灌浆()c()d5第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构分类分类:后张法后张法分类分类:后张法后张法6板内无粘结预应力筋铺设板内无粘结预应力筋铺设第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构分类分类:后张法后张法分类分类:后张法后张法7梁内的曲线预应力筋梁内的曲线预应力筋第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构分类分类:后张法后张法分类分类:后张法后张法8梁内的曲线预应力筋梁内的曲线预应力筋第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构分类分类:后张法后张法分类分类:后张法后张法 下图哪个是先张法,哪个是后张法?下图哪个是先张法,哪个是后张法?没
6、浇混凝土的是先张法,浇完混凝土的是后张法没浇混凝土的是先张法,浇完混凝土的是后张法9第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构分类分类:后张法后张法分类分类:后张法后张法 先穿束:穿筋方便;后穿束:预应力筋线型定先穿束:穿筋方便;后穿束:预应力筋线型定位更准确位更准确位更准确位更准确10第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构分类分类:后张法后张法分类分类:后张法后张法 预应力传递方式:通过预应力传递方式:通过锚具锚具以及钢筋与混凝土以及钢筋与混凝土之间的之间的粘结力粘结力来传递来传递之间的之间的粘结力粘结力来传递来传递 适用范围:大型构件,结构体系,目前使用极适用范围:大型构件,结
7、构体系,目前使用极为广泛为广泛 优点优点:适合在施工现场进行张拉适合在施工现场进行张拉,并能根据需并能根据需 优点优点:适合在施工现场进行张拉适合在施工现场进行张拉,并能根据需并能根据需要将预应力筋做成各种曲线形式要将预应力筋做成各种曲线形式 不足不足使用锚具较多使用锚具较多造价较高造价较高后张法要等后张法要等 不足不足:使用锚具较多使用锚具较多,造价较高造价较高,后张法要等后张法要等混凝土达到一定强度才能进行张拉,所需时间混凝土达到一定强度才能进行张拉,所需时间较长较长较长较长11第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构施加预应力的时间施加预应力的时间施加预应力的时间施加预应力的时间
8、规范规定规范规定:施加预应施加预应 规范规定规范规定:施加预应施加预应力时,所需的混凝土力时,所需的混凝土立方体抗压强度应经立方体抗压强度应经立方体抗压强度应经立方体抗压强度应经计算确定,但不宜低计算确定,但不宜低于设计的混凝土强度于设计的混凝土强度等级值的等级值的75%等级值的等级值的 实际工程:实际工程:先张法先张法90%,后张法后张法100%90%,后张法后张法100%12第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构施加预应力的方法施加预应力的方法:预弯法预弯法施加预应力的方法施加预应力的方法:预弯法预弯法 工艺流程:用千斤顶给梁施加初始挠度;工艺流程:用千斤顶给梁施加初始挠度;将钢板
9、条将钢板条或纤维布或纤维布)穿过千斤顶穿过千斤顶并与梁涂并与梁涂将钢板条将钢板条(或纤维布或纤维布)穿过千斤顶穿过千斤顶,并与梁涂并与梁涂胶粘贴;待钢板条与梁粘牢后,释放千斤顶,胶粘贴;待钢板条与梁粘牢后,释放千斤顶,从而对梁施加预应力从而对梁施加预应力 优点优点:施工工艺简单施工工艺简单;优点优点:施工工艺简单施工工艺简单;缺点:梁由反弯复原的过程中,建立起来的预缺点:梁由反弯复原的过程中,建立起来的预应力比直接施加在梁上的预应力要小应力比直接施加在梁上的预应力要小不适用不适用应力比直接施加在梁上的预应力要小应力比直接施加在梁上的预应力要小,不适用不适用于要求高预应力的场合;对胶的要求较高。
10、于要求高预应力的场合;对胶的要求较高。13第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构施加预应力的方法施加预应力的方法:打孔穿丝法打孔穿丝法施加预应力的方法施加预应力的方法:打孔穿丝法打孔穿丝法 工艺流程:在木梁两个端部的上端向梁跨中工艺流程:在木梁两个端部的上端向梁跨中方向大方向大的孔的孔将钢筋穿过圆孔将钢筋穿过圆孔并在并在方向大方向大3045的孔的孔;将钢筋穿过圆孔将钢筋穿过圆孔,并在并在钢筋两端加工螺纹用螺帽拧紧钢筋,施加预钢筋两端加工螺纹用螺帽拧紧钢筋,施加预应力应力 优点优点:折线型预应力筋效果较好折线型预应力筋效果较好 优点优点:折线型预应力筋效果较好折线型预应力筋效果较好 缺点
11、缺点:钢筋直径大时不宜穿筋;木梁端部及钢:钢筋直径大时不宜穿筋;木梁端部及钢筋反弯点出存在局压问题筋反弯点出存在局压问题受施加预应力的方受施加预应力的方筋反弯点出存在局压问题筋反弯点出存在局压问题;受施加预应力的方受施加预应力的方式限制,只能选用钢筋作为预应力筋式限制,只能选用钢筋作为预应力筋14第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构施加预应力的方法施加预应力的方法:腹杆伸长法腹杆伸长法施加预应力的方法施加预应力的方法:腹杆伸长法腹杆伸长法 工艺流程:在木梁下部设置短腹杆,腹杆设工艺流程:在木梁下部设置短腹杆,腹杆设有螺纹可拧动伸长有螺纹可拧动伸长腹杆与木梁接触部位设垫腹杆与木梁接触部
12、位设垫有螺纹可拧动伸长有螺纹可拧动伸长,腹杆与木梁接触部位设垫腹杆与木梁接触部位设垫板;木梁两端设角钢与木梁可靠连接钢板板;木梁两端设角钢与木梁可靠连接钢板条与两端角钢焊接;伸长短腹杆,并塞入垫条与两端角钢焊接;伸长短腹杆,并塞入垫片片,通过腹杆伸长施加预应力通过腹杆伸长施加预应力片片,通过腹杆伸长施加预应力通过腹杆伸长施加预应力 优点优点:腹杆处产生集中力,预应力效果较好:腹杆处产生集中力,预应力效果较好 缺点缺点梁高增大较多梁高增大较多 缺点缺点:梁高增大较多梁高增大较多15第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构预弯梁预应力预弯梁预应力预弯梁预应力预弯梁预应力 预弯型钢预弯型钢f1
13、a()预弯梁 预弯型钢预弯型钢 加载,型钢压加载,型钢压直直()施加压力直直 梁下翼缘浇筑梁下翼缘浇筑b()施加压力混凝土混凝土 释放压力释放压力,混混c()梁下翼缘浇筑混凝土释放压力释放压力,混混凝土受压凝土受压 整体浇筑整体浇筑形形f2d()释放压力 整体浇筑整体浇筑,形形成构件成构件()梁上翼缘浇筑混凝土16e()梁上翼缘浇筑混凝土第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结 有粘结预应力混凝土:是指预应力钢筋与周围有粘结预应力混凝土:是指预应力钢筋与周围的混凝土有可靠的粘结强度的混凝土有可靠的粘结强度使得在荷载作用使得在荷载作用
14、的混凝土有可靠的粘结强度的混凝土有可靠的粘结强度,使得在荷载作用使得在荷载作用下预应力钢筋与相邻的混凝土有同样的变形下预应力钢筋与相邻的混凝土有同样的变形 先张法先张法预应力混凝土及预应力混凝土及后灌浆后灌浆(有波纹管的有波纹管的)先张法先张法预应力混凝土及预应力混凝土及后灌浆后灌浆(有波纹管的有波纹管的)的预应力混凝土都是有粘结的的预应力混凝土都是有粘结的 适用范围:跨度较大或比较重要的构件(如主适用范围:跨度较大或比较重要的构件(如主梁梁桁架桁架转换层等转换层等)梁梁,桁架桁架,转换层等转换层等)17第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结有
15、粘结和无粘结18有粘结预应力施工现场有粘结预应力施工现场第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结 无粘结预应力混凝土是指预应力钢筋与其相邻无粘结预应力混凝土是指预应力钢筋与其相邻的混凝土没有任何粘结强度的混凝土没有任何粘结强度在荷载作用下在荷载作用下的混凝土没有任何粘结强度的混凝土没有任何粘结强度,在荷载作用下在荷载作用下,预应力筋与相邻的混凝土各自变形,预应力筋与相邻的混凝土各自变形 后张法中预应力筋后张法中预应力筋有塑料套管有塑料套管的都是无粘结的的都是无粘结的 预应力完全通过锚具来建立预应力完全通过锚具来建立,因此对锚具要求因
16、此对锚具要求 预应力完全通过锚具来建立预应力完全通过锚具来建立,因此对锚具要求因此对锚具要求较高(彩虹桥事故)较高(彩虹桥事故)适用范围适用范围现浇平板现浇平板连续梁连续梁框架结构框架结构 适用范围适用范围:现浇平板现浇平板、连续梁连续梁、框架结构框架结构 为了改善无粘结预应力混凝土构件的使用性能为了改善无粘结预应力混凝土构件的使用性能和和抗震能力抗震能力常在无粘结预应力混凝土构件中常在无粘结预应力混凝土构件中和和抗震能力抗震能力,常在无粘结预应力混凝土构件中常在无粘结预应力混凝土构件中配置一定数量的非预应力钢筋配置一定数量的非预应力钢筋19第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构有粘结
17、和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结 条件屈服点:残余应变为条件屈服点:残余应变为0.2%的抗拉强度的抗拉强度20第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结21板的无粘结预应力施工板的无粘结预应力施工第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结22输水隧道的无粘结预应力施工输水隧道的无粘结预应力施工第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结23环向无粘结筋张拉环向无粘结筋张拉第第7章 预应力混凝土结构章
18、预应力混凝土结构有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结24预应力筋与非预应力筋预应力筋与非预应力筋第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结有粘结和无粘结25悬索桥钢缆采用无粘结可更换预应力筋悬索桥钢缆采用无粘结可更换预应力筋第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力 体内预应力:预应力筋布置在混凝土内,主要体内预应力:预应力筋布置在混凝土内,主要用于用于新建工程新建工程用于用于新建工程新建工程 体外预应力:预应力筋布置在混凝土外,主要体外
19、预应力:预应力筋布置在混凝土外,主要用于用于加固改造加固改造11原梁原梁2预应力筋预应力筋3452预应力筋预应力筋3U形螺丝形螺丝4撑杆撑杆14撑杆撑杆5高强螺栓高强螺栓26第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力27通过柱端施加体外预应力通过柱端施加体外预应力第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力28位于梁底体外预应力筋位于梁底体外预应力筋第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构体内预应力和体外预应
20、力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力29自制型钢构成张拉端自制型钢构成张拉端第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力30用于桥梁加固的体外预应力技术用于桥梁加固的体外预应力技术第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力体内预应力和体外预应力31采用体外预应力技术对车库进行抽柱设计采用体外预应力技术对车库进行抽柱设计张拉控制应力张拉控制应力第第7章 预应力混凝土结构章 预应力混凝土结构张拉控制应力张拉控
21、制应力 张拉控制应力张拉控制应力 con:张拉设备(千斤顶油压表):张拉设备(千斤顶油压表)所控制的总张拉力所控制的总张拉力Np,con除以预应力筋面积除以预应力筋面积Ap得得到的应力到的应力到的应力到的应力 预应力筋在在构件受荷以前所经受的最大应力预应力筋在在构件受荷以前所经受的最大应力 取值越高取值越高预应力筋对混凝土的预压作用越预应力筋对混凝土的预压作用越 con取值越高取值越高,预应力筋对混凝土的预压作用越预应力筋对混凝土的预压作用越大,预应力筋的利用效率越高大,预应力筋的利用效率越高 但但取值过高取值过高可能会在张拉时引起破断事故可能会在张拉时引起破断事故 但但 con取值过高取值过
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