5.1+5.2 预应力混凝土的基本概念+施加预应力的方法（课件）-《建筑结构》同步精品课堂（高教版-第4版）

5.1+5.2 预应力混凝土的基本概念+ 施加预应力的方法 建筑结构 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 了解预应力混凝土的相关概念；掌握预应力混凝土的优缺点；掌握预应力混凝土结构构件施加预应力的方法。 能力目标 使学生能够对施加预应力的方法进行判断。 情感目标 具备主动思考、虚心请教、改革创新意识。培养学生科学严谨、认真的学习精神。 三维目标 构施工图，掌握图 知识点复习与回顾 ？ 1.轴心受压构件的破坏特征； 2.大小偏心受压构件的判别及破坏特征。 你了解什么是建筑结构？生活中你见过哪些常见的结构？ 问题引入——学会观察和总结 情境引入 1）、以小组为单位回答问题。 2）、每组派出代表回答老师提问 3）、学生分组相互评价 4）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 科技在进步，建筑工程材料也在不断发展，普通钢筋混凝土已经不能满足现在高速发展的需求？ 材料最终走向轻质高强，同学们思考，普通混凝土再发展，它的哪些性能可以被优化？ 探索新知 在正常使用条件下，普通钢筋混凝土结构受弯构件的受拉区极易出现开裂现象，使构件处于带裂缝工作阶段。为保证结构的耐久性，裂缝宽度一般应限制在0.2~0.3 mm，此时钢筋应力仅为150~250 N/mm2。目前，高强度钢筋的强度设计值已超过1000 N/mm2，所以在普通钢筋混凝土结构中，采用高强度钢筋无法发挥其应有的作用，即普通钢筋混凝土结构限制了高强度钢筋的应用。 一、预应力混凝土的概念 探索新知 为了充分利用高强度钢筋，对钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力，使构件产生预压应力，造成一种人为的应力状态。这样，当构件在荷载作用下其受拉区产生拉应力时，首先要抵消预压应力，而后混凝土受拉，再后才出现裂缝。这就能使钢筋混凝土构件不产生裂缝，或推迟裂缝的开展，减小裂缝的宽度。 这种在构件受荷载前，由配置受力的预应力筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构，称为预应力混凝土结构。 预应力筋就是用于混凝土结构构件中施加预应力的钢筋、钢丝和钢绞线的总称。 探索新知 我国古代劳动人民就有利用预应力的智慧，如木桶是用环向竹箍对桶壁预先施加环向压应力的，当桶中盛水后，水压引起的环向拉应力小于预加压应力时，桶就不会漏水（图5-1a、b）。预应力在日常生活中的应用是常见的，如当从书架上取下一叠书时，由于受到双手施加的压力，这一叠书就如同一横梁，可以承担全部书的重量（图5-1e、d）。 探索新知 预应力混凝土构件实际上是预先储存了压应力的混凝土构件。 对混凝土施加压力要通过张拉钢筋来实现，所以钢筋（预应力筋）既是加力工具，又是构件的受力钢筋。 由于混凝土的徐变、收缩以及其他一些原因，混凝土会产生较大的预应力损失，因此预应力混凝土构件应采用高强度钢筋，同时应采用强度等级较高的混凝土。 学习新知 （一）能充分发挥高强度钢筋、高强度混凝土的性能，减少钢筋用量，减小截面尺寸，减轻构件自重。 （二）在正常使用条件下，预应力混凝土构件一般不产生裂缝或裂缝极小，故施加预应力可提高构件的抗裂度，且使结构的耐久性好。 二、预应力混凝土结构的主要优点 学习新知 （三）预应力混凝土构件一般都有向上的预拱（图5-2a），因此，在荷载作用下其挠度将大大减小，所以预应力混凝土结构的刚度较大。 (a)集中预压力作用 (b)使用荷载作用 (c)共同作用 图5-2 预应力构件的受力 （四）预应力技术的采用，为装配式结构提供了良好的装配、拼装手段。通过在纵、横方向施加预应力，可使装配式结构形成理想的整体。预应力混凝土结构的设计和施工都比较复杂，对材料质量要求严格，施工中要使用专门的机具，并要求具有一定的施工经验，质量控制比较复杂，施工费用也高。 学习新知 （一）大跨度结构，如大跨度桥梁、体育馆、大跨度建筑的屋盖、高层建筑的转换层等。 三、预应力混凝土的主要用途 学习新知 （二）对抗裂有特殊要求的结构，如压力容器、压力管道、水工或海洋建筑、冶金及化工厂的车间等。 （三）高耸建筑结构，如水塔、烟囱、电视塔等。 （四）大量制造的预制构件，如预应力空心楼板、预应力预制桩等。 压力管道 化工厂车间 东方明珠电视塔 学习新知 施加预应力的方法有许多种，但基本可以分为两类，即先张法和后张法。在浇筑混凝土之前张拉预应力筋的方法称为先张法；反之在浇筑混凝土之后张拉预应力筋的方法称为后张法。 四、施加预应力的方法 学习新知 （一）先张法 先张法预应力混凝土结构是指在台座上首先张拉预应力筋，然后浇筑混凝土，并通过黏结力传递而建立预应力的混凝土结构。如图5-3所示，先张法的主要工序是先在台座上或钢模内张拉预应力筋，并作临时锚固，然后浇筑混凝土，待混凝土达到规定强度后，切断或放松预应力筋，预应力筋回缩时挤压混凝土，使混凝土获得预压应力。先张法