教学单元5-预应力混凝土工程概述（课件）《建筑施工技术与机械》同步教学（ 中国建筑工业出版社）

【学习情境】 预应力混凝土工程施工 【学习单元】 预应力混凝土工程概述 【学习目标】 了解预应力混凝土的优缺点及类型； 熟悉常见的锚具、夹具、张拉设备及其应用； 熟悉常见的预应力筋及其特性 【学习重点】 预应力混凝土所用材料、机具 【学习难点】 锚具、夹具的应用 预应力混凝土工程概述 预应力是预加应力的简称，即通过预加应力来抵抗预期出现的应力。 为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝和钢筋不能充分发挥其作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方法——预应力混凝土结构，即在结构或构件受拉区域，通过对钢筋进行张拉后将钢筋的回弹力施加给混凝土，使混凝土受到一个预压应力，产生一定的压缩变形。当该构件受力后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先与压缩变形相抵消，然后随着外力的增加，混凝土才逐渐被拉伸，明显推迟了裂缝出现时间，提高了构件的抗裂度和刚度。 1.预应力混凝土的优缺点 ⑴ 有效利用高强钢材； ⑵ 减小结构构件的截面尺寸、自重，能增大结构构件跨度，降低结构构件占用空间； ⑶ 提高使用荷载下结构的抗裂性和刚度； ⑷ 质量好、降低工程造价、结构耐久性好； ⑸ 技术含量高、操作要求严，需要增添专用设备。 2.分类 预应力混凝土按预应力施加工艺的不同一般分为 ： （1）先张法：先张法是先张拉预应力筋，后浇筑混凝土的预应力混凝土生产方法。 （2）后张法：后张法是先浇筑混凝土后张拉预应力筋的预应力混凝土生产方法。 （3）无粘结：无粘结预应力混凝土的预应力筋沿全长与周围混凝土能发生相对滑动，为防止预应力筋腐蚀和与周围混凝土粘结，在预应力筋表面刷涂料并包塑料布。 3.预应力钢筋 预应力钢筋是指在预应力结构中用于建立预加应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋等。 预应力钢筋宜采用螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松驰钢铰线，也可采用热处理钢筋。 （1）预应力钢丝 螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模冷拔使钢丝表面沿长度方向产生规则间隔肋条的钢丝。直径为4～9mm，标准抗拉强度1570～1770 N/mm2。螺旋肋能增加与砼的握裹力，可用于先张法构件。 刻痕钢丝是用冷轧或冷拔方法使钢丝表面产生周期性变化的凹痕或凸纹的钢丝。直径为5、7 mm，标准抗拉强度1570 N/mm2。钢丝表面的凹痕或凸纹能增加与砼的握裹力，可用于先张法构件。 螺旋肋钢丝外形 螺旋肋钢丝近照 三面刻痕钢丝外形 刻痕钢丝近照 （2）预应力钢绞线 钢绞线是由多根碳素钢丝在绞线机上成螺旋形纹合，并经低温回火消除应力制成。钢绞线的整根破断力大、柔性好，施工方便，具有广阔的发展前景。但价格比钢丝贵。钢绞线可分为光面钢绞线、无粘结钢绞线、模拔钢绞线、镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线、不锈钢钢绞线等。 预应力钢绞线 光面预应力 钢绞线 （2）预应力钢绞线 热处理钢筋是由普通热轧中碳合金钢筋经淬火和回火调质热处理制成。具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，直径为6～10mm。成品钢筋为直径2m的弹性盘卷，开盘后自行伸直，每盘长度为l00～120m。热处理钢筋的螺纹外形，有带纵肋和无纵肋两种。 有纵肋热处理钢筋 无纵肋热处理钢筋 （4）应力松弛 应力松弛是钢材受到一定的张拉力后，在长度保持不变的条件下，钢材的应力随时间的增长而降低的现象，其降低值称为应力松弛损失。产生应力松弛的原因主要是由于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为塑性变形引起的。 根据碳素钢丝和热处理钢筋的试验数据，绘出其松弛率与时间、钢种、温度的关系： 预应力筋的应力松弛损失 ⑴ 松驰率与时间的关系：应力松弛初期发展较快，以后逐渐减慢。钢丝应力松弛损失率与时间t有较好的对数线性关系。 ⑵ 松驰率与钢种的关系：钢丝和钢绞线的应力松弛率比热处理钢筋和精轧螺纹钢筋大。 ⑶ 松驰率与初应力的关系：初应力大，松弛损失也大。当σi＞0.7σb时，松弛损失率明显增大。 ⑷ 松驰率与温度的关系：随着温度的升高，松弛损失率急剧增加。根据国外试验资料，400C时1000h松弛损失率约为200C时的1.5倍。 减少应力松弛损失的措施：