5.3+5.4 预应力混凝土结构的材料+预应力损失和张拉控制应力的概念（课件）-《建筑结构》同步精品课堂（高教版-第4版）

5.3+5.4 预应力混凝土结构的材料+ 预应力损失和张拉控制应力的概念 建筑结构 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 了解预应力混凝土结构材料的性能及要求；掌握预应力损失概念及影响因素； 能力目标 使学生能够对预应力混凝土结构材料进行选择；能够在各个过程中控制预应力的损失量。 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.预应力混凝土优缺点； 2.先张法和后张法概念及特点。 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。 结合普通混凝土材料性能要求，大家思考预应力混凝土对材料有哪些要求？ 探索新知 （1）强度高。因为高强度混凝土配以高强度钢筋可以有效地减小构件截面尺寸和减轻自重。特别是先张法构件，黏结强度一般是随混凝土强度等级的增加而增加的。 （2）收缩、徐变小。这样可减少收缩、徐变引起的预应力损失。 （3）快硬、早强。这样可以尽早施加预应力，加快台座、模具、夹具的周转率，以加快施工进度。 一、混凝土 探索新知 选择混凝土强度等级时，应考虑施工方法（先张法或后张法）、构件跨度、使用情况（如有无振动荷载）以及钢筋种类等因素。 预应力混凝土结构构件混凝土强度等级不应低于C30，用高碳钢丝或钢绞线作预应力筋的结构，特别是大跨度结构，混凝土强度等级不得低于 C40。 探索新知 预应力混凝土结构构件所用的钢筋（钢丝、钢绞线）需满足下列要求： 二、钢材 探索新知 （1）强度高。混凝土预压应力的大小取决于预应力筋张拉应力的大小。由于构件在制作过程中会出现各种应力损失，因此需要采用较高的张拉应力。这就要求预应力筋具有较高的抗拉强度。 （2）具有一定的塑性。为了避免预应力混凝土结构构件发生脆性破坏，要求预应力筋在张拉时具有一定的伸长率。当构件处于低温或受到冲击荷载作用时，更应注意塑性和抗冲击韧性的要求。 探索新知 （3）良好的加工性能。要求有良好的可焊性，同时钢筋“镦粗”后并不影响原来的物理力学性能。 （4）与混凝土之间有较好的黏结强度。先张法构件的预应力主要依靠钢筋和混凝土之间的黏结力来完成，因此必须有足够的黏结强度，宜采用带肋和螺纹的预应力筋。当采用光圆钢丝作预应力筋时，应保证钢丝在混凝土中能可靠地锚固，防止钢丝与混凝土黏结力不足而造成钢丝滑动。 探索新知 我国目前用于预应力混凝土结构中的钢材有预应力螺纹钢筋、预应力钢丝（消除应力钢丝、中强度预应力钢丝）、钢绞线三大类（图5-5），它们各有优缺点。 探索新知 1、预应力螺纹钢筋抗拉强度设计值较低，在任何截面上均可用带内螺纹的连接器或锚具进行连接或锚固，便于施工； 2、消除应力钢丝（高强钢丝）抗拉强度设计值很高（1000 N/mm2以上），多用于大型构件； 中强度预应力钢丝抗拉强度设计值最低，其价格也较低，适用于中小跨度的预应力构件。 3、钢绞线抗拉强度设计值接近高强钢丝，价格最高，但它施工方便，多用于后张法大型构件； 在选用预应力筋时，应综合上述因素，从实际出发，合理选择。 学习新知 预应力损失是指预应力筋张拉后，由于材料特性、张拉工艺等原因，预应力值从张拉开始直到安装使用各个过程中不断降低。 三、预应力损失 学习新知 产生预应力损失的因素有： （1）张拉端锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失l1； （2）预应力筋与孔道壁之间的摩擦或在转向装置处的摩擦引起的预应力损失l2； （3）混凝土加热养护时，受张拉的预应力筋与承受拉力的设备之间的温差引起的预应力损失l3； （4）预应力筋的应力松弛引起的预应力损失l4； （5）混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失l5； 学习新知 产生预应力损失的因素有： （6）环形构件采用螺旋式预应力筋（D<3 m）时，由局部挤压变形引起的预应力损失l6，如图5-6所示； 混凝土弹性压缩引起的预应力损失l7。 学习新知 四、各阶段预应力损失的组合 上述各项预应力损失不是每一种构件都同时具有，有的只发生在先张法构件中，有的只发生在后张法构件中，有的则在两种构件中都存在，而且是分批产生的。 学习新知 为了分析和计算的方便，规范规定：将发生在混凝土预压前的损失称为第一批损失；发生在混凝土预压后的损失称为第二批损失。各阶段预应力损失值的组合见表5-1。 规范规定，当计算求得的预应力总损失值小于下列数值时，应按下列数值取用： 先张法构件取100 N/mm2，后张法构件取 80 N/mm2。 学习新知 张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，用con表示。