《结构设计原理》第十二章 预应力砼结构的基本概念及其材料

第二篇预应力砼结构 ■概述:预应力砼预先建立一个与使用荷载产生的 应力效应大致相反的应力效应,从而能非常有效 地改善结构在正常使用阶段的工作性能(砼不开 裂或晚开裂)。预应力技术使结构施工技术产生 了飞跃的发展(如悬浇、悬拼);同时使砼的应 用范围大为拓展。预应力砼可采用高强材料,大 幅度的提高了构件的承载能力及跨越能力

第二篇 预应力砼结构 ◼ 概述：预应力砼预先建立一个与使用荷载产生的 应力效应大致相反的应力效应，从而能非常有效 地改善结构在正常使用阶段的工作性能（砼不开 裂或晚开裂）。预应力技术使结构施工技术产生 了飞跃的发展（如悬浇、悬拼）；同时使砼的应 用范围大为拓展。预应力砼可采用高强材料，大 幅度的提高了构件的承载能力及跨越能力

第十二章预应力砼结构的基本概念及其材料 ■概述:本章主要介绍预应力砼结构的基本概念; 预应力建立的方法及施工设备,预应力砼对材料 的要求

第十二章 预应力砼结构的基本概念及其材料 ◼ 概述：本章主要介绍预应力砼结构的基本概念； 预应力建立的方法及施工设备，预应力砼对材料 的要求

第一节概述 钢筋砼的优点: ①就地取材,造价低 ②耐久性好 ③延性好 钢筋砼的缺点: ①开裂早(仅在自重下就会开裂); ②不宜采用高强材料(裂缝宽度受限) ③不适应现代化大跨度的需要

第一节 概述 ◼ 钢筋砼的优点： ①就地取材，造价低； ②耐久性好； ③延性好。 ◼ 钢筋砼的缺点： ①开裂早（仅在自重下就会开裂）； ②不宜采用高强材料（裂缝宽度受限）； ③不适应现代化大跨度的需要

预应力砼结构的基本原理 ■预应力砼事先人为地在砼或钢筋砼中引入内部应 力,其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力 抵消到一个合适程度的砼。 ■原理:对比图121 由上可知,由于预压力的存在避免混凝土开裂 使梁全截面参与工作,改善了梁中混凝土的抗拉 性能,并且达到充分利用高强钢材性能的目的

◼ 一、预应力砼结构的基本原理 ◼ 预应力砼事先人为地在砼或钢筋砼中引入内部应 力，其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力 抵消到一个合适程度的砼。 ◼ 原理：对比图 12-1 ◼ 由上可知，由于预压力的存在避免混凝土开裂， 使梁全截面参与工作，改善了梁中混凝土的抗拉 性能，并且达到充分利用高强钢材性能的目的

加筋砼结构的分类 国外 国内 按预加应力的大小 按预应力度A 级:全预应力 全预应力A≥1 Ⅱ级:有限预应力 A类构件 部分预应力 Ⅲ级:部分预应力 0≤A≤1 B类构件 Ⅳ级:普通钢筋混凝土 钢筋混凝土A=0 消压 弯矩 使用荷载产生的控 制截面弯矩

二、加筋砼结构的分类 分 类 国外 国内 按预加应力的大小 按预应力度 Ⅰ级：全预应力 全预应力 ≥1 Ⅱ级：有限预应力 A 类构件 Ⅲ级：部分预应力 部分预应力 0≤ 1 B 类构件 Ⅳ级：普通钢筋混凝土 钢筋混凝土 = 0 M M  = 0 0 使用荷载产生的控 制截面弯矩 消压 弯矩

三、全预应力砼结构的优缺点 优点:①提高了构件的抗裂性和刚度 ②采用高强材料,减少了截面和自重 ③结构质量安全可靠 ④促使结构新体系和施工技术的发展 缺点:①工艺较复杂;②需专门的设备;③反拱不易控 制④延性较差,对抗震不利;⑤承载力富余大(抗裂性控制 设计,承载力过大)

三、全预应力砼结构的优缺点 优点：①提高了构件的抗裂性和刚度 ②采用高强材料，减少了截面和自重 ③结构质量安全可靠 ④促使结构新体系和施工技术的发展 缺点：①工艺较复杂；②需专门的设备；③反拱不易控 制④延性较差，对抗震不利；⑤承载力富余大（抗裂性控制 设计，承载力过大）

第二节预加应力的方法与设备 预加应力的主要方法 (一)先张法:先张拉钢筋,后浇筑混凝土,靠粘 结力传力。 所需设备:千斤顶、台座(具有足够的刚度、强度和 稳定性) 预应力筋线型:直线或折线 优点:1)工序简单2)不必耗费锚具3)质量较 稳定 缺点:1)仅适于中、小跨度结构2)需台座和预制 场地 (二)后张法:先浇筑砼,后张拉力筋并锚固,靠锚具 来传递并保持预加力 优点:1)无需台座2)适宜大跨度和曲线配筋 缺点:1)工艺复杂2)锚具用量大

第二节 预加应力的方法与设备 一、预加应力的主要方法 （一）先张法：先张拉钢筋，后浇筑混凝土，靠粘 结力传力。 所需设备：千斤顶、台座（具有足够的刚度、强度和 稳定性） 预应力筋线型：直线或折线 优点：1）工序简单 2）不必耗费锚具 3）质量较 稳定 缺点：1）仅适于中、小跨度结构 2）需台座和预制 场地 （二）后张法：先浇筑砼，后张拉力筋并锚固，靠锚具 来传递并保持预加力 优点：1）无需台座 2）适宜大跨度和曲线配筋 缺点：1）工艺复杂 2）锚具用量大

二、锚具 (一)对锚具的要求 ①受力安全可靠 ②预应力损失小 ③构造简单 ④用钢量少 ⑤施工设备简单,张拉错固方便迅速

二、锚具 （一）对锚具的要求 ①受力安全可靠 ②预应力损失小 ③构造简单 ④用钢量少 ⑤施工设备简单，张拉锚固方便迅速

锚具 (二)分类 ■按传力锚固的受力原理来分 1.摩阻型锚具——依靠摩阻力实现锚固 ■2.承压型锚具——依靠局部承压实现锚固 自锚——依靠粘结力实现锚固

（二）分类 ◼ 按传力锚固的受力原理来分 ◼ 1．摩阻型锚具——依靠摩阻力实现锚固 ◼ 2．承压型锚具——依靠局部承压实现锚固 ◼ 3．自锚——依靠粘结力实现锚固 二、锚具

(三)常用的锚具 锥形锚 3.钢筋螺纹锚—一用于锚高强粗钢筋 组成:1)锚塞2)锚圈 优点:锚固可靠;构造简单:施工方 优点:锚具尺寸较小,便于布置 便:预应力损失小 缺点:钢丝回缩量较大,对应的预应力损 缺点:有时螺纹不易咬紧而需要用双 螺母 失较大,无法重复张拉和接长,冲击可能松动 需压浆) 4.夹片锚—用于锚钢胶线 2.墩头锚——锚φ14以下钢筋束 组成:夹片:锚板:锚垫板 组成:1)锚杯2)锚圈3)冷墩头 优点:1)可靠(不滑丝)2)预应优点:锚固性能稳定,安全可靠:适应范 力损失小3)工序简单

（三）常用的锚具 1．锥形锚 组成：1）锚塞 2）锚圈 优点：锚具尺寸较小，便于布置 缺点：钢丝回缩量较大，对应的预应力损 失较大，无法重复张拉和接长，冲击可能松动 （需压浆） 3．钢筋螺纹锚——用于锚高强粗钢筋 优点：锚固可靠；构造简单；施工方 便；预应力损失小 缺点：有时螺纹不易咬紧而需要用双 螺母 2．墩头锚——锚14 以下钢筋束 组成：1）锚杯 2）锚圈 3）冷墩头 优点：1）可靠（不滑丝） 2）预应 力损失小 3）工序简单 4．夹片锚——用于锚钢胶线 组成：夹片；锚板；锚垫板 优点：锚固性能稳定，安全可靠；适应范 围广