南阳理工学院土木工程系：《建筑结构》第十章 预应力混凝土的原理及计算规定

第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定 第十章预应力混凝土的原理及计算规定 10.1预应力混凝土的概念( Concept of Pro) 钢筋混凝土的缺欠 gk=10kN/m 跨度为5.2m的简支梁,截面尺寸为200×450mm2,作用均布活 荷载标准值q=10kN/m,均布恒荷载g=5kN/m

第十章 预应力混凝土的原理及计算规定 10.1 预应力混凝土的概念(Concept of PRC) 一、钢筋混凝土的缺欠 qk =10kN/m L0 跨度为5.2m的简支梁，截面尺寸为200×450mm2，作用均布活 荷载标准值qk=10kN/m，均布恒荷载gk=5kN/m。 第十章 预应力混凝土结构的原理及计算规定

第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定 5.2m b×h 200×450 自重gk M 67.6kN. m Ⅱ级310 A 603mm M 50.7kN. m 16.4 300 317 232MPa Wmax=0.3 0.25

跨度增加一倍 跨度增加两倍 采用高强钢筋 L0 5.2m 10.4m 20.8m 5.2m b×h 200×450 400×900 800×1900 200×450 自重 gk 5kN 20kN 80kN 5kN M 67.6kN.m 513.96kN.m 5948.8kN.m 67.6kN.m fy Ⅱ级 310 Ⅱ级 310 Ⅱ级 310 冷拉Ⅳ级 580 As 603mm2 2106mm2 12650mm2 308mm2 Ms 50.7kN.m 405.6kN.m 4867.2kN.m 50.7kN.m [f]=300 L0 16.4=317 L0 38.1=273 L0 88.8=234 L0 32.2=161.5 L0 ss 232MPa 453MPa [wmax]=0.3 0.25 0.75 第十章 预应力混凝土结构的原理及计算规定

第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定 ★产生上述问题原因主要是因为混凝土的抗拉强度太低,导致 受拉区混凝土过早开裂,截面抗弯刚度显著降低。 ★钢筋混凝土梁应用于大跨度结构时,如为增加刚度而加大截 面尺寸,会导致自重进一步增大,形成恶性循环。 ★如增加钢筋来提高刚度,则钢材的强度得不到充分利用,造 成浪费。 ★采用髙强钢筋,按正截面承载力要求可减少配筋,截面抗弯 刚度基本与配筋面积成比例降低,故挠度变形控制难以满足 ★裂缝宽度与钢筋应力基本成正比,一般M=(0.6-0.8)M、,如 配筋按正截面承载力计算,M下∝=(0.5-0.7)。对于Ⅱ级钢 筋,f=300MPa,∝3=150-210MPa,裂缝宽度已达(015 0.25)mm。如用Ⅵ级高强钢筋,∫=580MPa,则=290 ~406MPa,裂缝宽度已远远超过容许限值

★ 产生上述问题原因主要是因为混凝土的抗拉强度太低，导致 受拉区混凝土过早开裂，截面抗弯刚度显著降低。 ★ 钢筋混凝土梁应用于大跨度结构时，如为增加刚度而加大截 面尺寸，会导致自重进一步增大，形成恶性循环。 ★ 如增加钢筋来提高刚度，则钢材的强度得不到充分利用，造 成浪费。 ★ 采用高强钢筋，按正截面承载力要求可减少配筋，截面抗弯 刚度基本与配筋面积成比例降低，故挠度变形控制难以满足。 ★ 裂缝宽度与钢筋应力基本成正比，一般Ms=(0.6~0.8)My，如 配筋按正截面承载力计算，Ms下ss=(0.5~0.7)fy。对于Ⅱ级钢 筋，fy =300MPa，ss=150~210MPa，裂缝宽度已达(0.15~ 0.25) mm。如采用Ⅵ级高强钢筋，fy=580MPa，则ss= 290 ~406 MPa，裂缝宽度已远远超过容许限值。 第十章 预应力混凝土结构的原理及计算规定

第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定 预应力的基本概念 2 M h 2 P pp I 2

二、预应力的基本概念 2 h I N e A Np p p pc  = +  2 h I M c  =  ) 2 ( 2 h I N e A h N I M p p p b c p c =  − +   = − 第十章 预应力混凝土结构的原理及计算规定

第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定 由于预加应力cm较大,受拉p 边缘仍处于受压状态,不会MhNn,N,enh 出现开裂; 1 4 O-0<0 受拉边缘应力虽然受拉,但拉应力小于混 凝土的抗拉强度,一般不会出现开裂; 0<O tk 受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度,虽然会产 生裂缝,但比钢筋混凝土构件(N=0)的开裂明 显推迟,裂缝宽度也显著减小 fik

 c − pc  0 ) 2 ( 2 h I N e A h N I M p p p b c p c =  − +   = − c pc tk 0  −  f c pc tk  −  f 由于预加应力pc较大，受拉 边缘仍处于受压状态，不会 出现开裂； 受拉边缘应力虽然受拉，但拉应力小于混 凝土的抗拉强度，一般不会出现开裂； 受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度，虽然会产 生裂缝，但比钢筋混凝土构件（Np =0）的开裂明 显推迟，裂缝宽度也显著减小。 第十章 预应力混凝土结构的原理及计算规定

第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定 R回烨 已一环向拉力 (b) 木桶板 预压应力 竹箍

第十章 预应力混凝土结构的原理及计算规定

第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定 运动方向 绞绳 拉应力 增加 锯条 拉应力 锯木引起 减少d的压应力 (c) (b)

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CIPC Cast-in place concrete(CIPC) PPC Precast prestressed . concrete(PPC) CIPC . amA CIPC PPC ○ PPC CIPC PPC CIPC PPC 2-Posttensioned 团f Figure 9. 1. Typical cross sections of composite bear

第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定 10.2施加预应力的方法 先张法

10.2 施加预应力的方法 先张法 第十章 预应力混凝土结构的原理及计算规定

第十章预应力混凝土结构的原理及计算规定 锚具 有线形预应力筋 锚具 2° 折点 墩子

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