安徽理工大学：《混凝土结构设计基本原理 Design Principle for Concrete Structure》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十章 预应力混凝土构件

第十章预应力混凝土构件

第十章 预应力混凝土构件

101预应力混凝土原理及张拉方法 10.1.1预应力混凝土的原理 钢筋混凝土受拉与受弯等构件,由于混凝土抗拉 强度及极限拉应变值都很低,所以在使用荷载作用下, 通常是带裂缝工作的。因而对使用上不允许开裂的构 件,不能充分利用受拉钢筋的强度。为了要满足变形 和裂缝控制的要求,则需增大构件的截面尺寸和用钢 量,这将导致自重过大,使钢筋混凝土结构用于大跨 度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济

钢筋混凝土受拉与受弯等构件，由于混凝土抗拉 强度及极限拉应变值都很低，所以在使用荷载作用下， 通常是带裂缝工作的。因而对使用上不允许开裂的构 件，不能充分利用受拉钢筋的强度。为了要满足变形 和裂缝控制的要求，则需增大构件的截面尺寸和用钢 量，这将导致自重过大，使钢筋混凝土结构用于大跨 度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济。 10.1 预应力混凝土原理及张拉方法 10.1.1预应力混凝土的原理

安区太登 现以图10-1所示预应力混凝土简支梁为例,说 明预应力混凝土概念。 a(压) a(压) (b) q a(压或拉) 图10-1预应力混凝土简支梁 (a)预压力作用下;(b)外荷载作用下; (c)预压力与外荷载共同作用下

现以图 10-1 所示预应力混凝土简支梁为例，说 明预应力混凝土概念

概念:预应力混凝土结构就是构件在承受外荷载之前, 人为地预先通过张拉钢筋对结构使用阶段产生拉应力的 混凝土区域施加压力,构件承受外荷载后,此项预压应 力将抵消一部分或全部由外荷载所引起的拉应力;从而 推迟裂缝的出现和限制裂缝的开展 应力混凝土结构与普通混凝土结构相比,其主要优点是: 优点:①提高构件的抗裂度,改善了构件的受力性能

概念:预应力混凝土结构就是构件在承受外荷载之前， 人为地预先通过张拉钢筋对结构使用阶段产生拉应力的 混凝土区域施加压力，构件承受外荷载后，此项预压应 力将抵消一部分或全部由外荷载所引起的拉应力；从而 推迟裂缝的出现和限制裂缝的开展。 预应力混凝土结构与普通混凝土结构相比,其主要优点是： 优点：①提高构件的抗裂度，改善了构件的受力性能

②提高了构件的刚度,减少构件的变形。因此适用 于对构件的刚度和变形控制较高的结构构件; ③提高了结构或构件的耐久性、耐疲劳性和抗震能 力 ④由于采用了高强度混凝土和钢筋,从而节省材料 和减轻结构自重。因此适用于跨度大或承受重型荷载的 构件 缺点: ①制作工艺复杂,制作技术和施工质量要求高 ②需要一定的专门设备。 ③施工周期较长,成本高

②提高了构件的刚度，减少构件的变形。因此适用 于对构件的刚度和变形控制较高的结构构件； ③提高了结构或构件的耐久性、耐疲劳性和抗震能 力。 ④由于采用了高强度混凝土和钢筋，从而节省材料 和减轻结构自重。因此适用于跨度大或承受重型荷载的 构件； 缺点： ①制作工艺复杂，制作技术和施工质量要求高。 ②需要一定的专门设备。 ③施工周期较长，成本高

012预应力混凝土的分类 按照使用荷载下对截面拉应力控制要求的不同, 预应力混凝土结构构件可分为三种: ①全预应力混凝土 全预应力混凝土是指在各种荷载作用下构件截面 上均不允许出现拉应力的预应力混凝土构件。 ②有限预应力混凝土 有限预应力混凝土是按在短期荷载作用下,容许混 凝土承受某一规定拉应力值,但在长期荷载作用下,混 凝土不得受拉。相当于裂缝控制等级为二级的构件

10.1.2 预应力混凝土的分类 按照使用荷载下对截面拉应力控制要求的不同， 预应力混凝土结构构件可分为三种： ①全预应力混凝土 全预应力混凝土是指在各种荷载作用下构件截面 上均不允许出现拉应力的预应力混凝土构件。 ②有限预应力混凝土 有限预应力混凝土是按在短期荷载作用下，容许混 凝土承受某一规定拉应力值，但在长期荷载作用下，混 凝土不得受拉。相当于裂缝控制等级为二级的构件

③部分预应力混凝土 部分预应力混凝土是按在使 用荷载作用下,容许出现裂缝, 但最大裂缝宽度不超过允许值。 相当于裂缝控制等级为三级的构

③部分预应力混凝土 部分预应力混凝土是按在使 用荷载作用下，容许出现裂缝， 但最大裂缝宽度不超过允许值。 相当于裂缝控制等级为三级的构 件

优缺点: 全预应力混凝土构件具有抗裂性和抗疲 劳性好、刚度大等优点,但也存在构件 反拱值过大,延性差,预应力钢筋配筋 量大,施加预应力工艺复杂、费用高等 主要缺点。因此适当降低预应力,做成 有限或部分预应力混凝土构件,即克服 了上述全预应力的缺点,同时又可以用 预应力改善钢筋混凝土构件的受力性能

优缺点： 全预应力混凝土构件具有抗裂性和抗疲 劳性好、刚度大等优点，但也存在构件 反拱值过大，延性差，预应力钢筋配筋 量大，施加预应力工艺复杂、费用高等 主要缺点。因此适当降低预应力，做成 有限或部分预应力混凝土构件，即克服 了上述全预应力的缺点，同时又可以用 预应力改善钢筋混凝土构件的受力性能

有限或部分预应力混凝土介于全预应力 混凝土和钢筋混凝土之间,有很大的选 择范围,设计者可根据结构的功能要求 和环境条件,选用不同的预应力值以控 制构件在使用条件下的变形和裂缝,并 在破坏前具有必要的延性,因而是当前 颜应力混凝土结构的一个主要发展趋势

有限或部分预应力混凝土介于全预应力 混凝土和钢筋混凝土之间，有很大的选 择范围，设计者可根据结构的功能要求 和环境条件，选用不同的预应力值以控 制构件在使用条件下的变形和裂缝，并 在破坏前具有必要的延性，因而是当前 预应力混凝土结构的一个主要发展趋势

10.13张拉预应力钢筋的方法 ①先张法:先张法就是张拉钢筋先于混凝土构 件浇筑成型的方法。先张法预应力混凝土构件 预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递 的

①先张法：先张法就是张拉钢筋先于混凝土构 件浇筑成型的方法。先张法预应力混凝土构件， 预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递 的。 10.1.3 张拉预应力钢筋的方法