《第五章预应力混凝土工程》教学课件.pptVIP

预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用，即在外荷载作用于构件之前，利用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区的混凝土预先施加压力，产生预压应力，使混凝土结构在作用状态下充分发挥钢筋抗拉强度高和混凝土抗压能力强的特点。当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力，然后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂缝的出现和限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施加预压应力的钢筋混凝土，叫做预应力混凝土。 预加应力的方法，可以分为先张法和后张法两类。先张法是先张拉钢筋，后浇筑混凝土，预应力靠钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土。后张法是先浇筑混凝土并预留孔道，待混凝土达到一定强度后张拉钢筋，预应力靠锚具传递给混凝土。 为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。当采用冷拉HRB335、HRB400钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30；当采用消除应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。 ① 台墩 台墩是承力结构，由钢筋混凝土浇筑而成。 承力台墩设计时，应进行稳定性和强度验算。稳定性验算一般包括抗倾覆验算与抗滑移验算。抗倾覆系数不得小于1.5，抗滑移系数不得小于1.3。 抗倾覆验算的计算简图如图5.3所示，按下式计算： 　　 式中 K0—台座的抗倾覆安全系数；  　　 M—由张拉力产生的倾覆力矩，kN·m； 　　　 M=T·e  　　 e — 张拉合力T的作用点到倾覆转动点o的力臂，m；  　　M′－抗倾覆力矩，kN·m。 如忽略土压力，则 　　　 M’=G1.l1+G2.l2　 抗滑移能力按下式验算： 　式中 Ke —抗滑移安全系数； T—张拉力合力，kN； T1 —抗滑移的力，kN；对于独立的台墩，由侧壁上压力和底部摩阻力等产生；对与台面共同工作的台墩，其水平推力几乎全部传给台面，不存在滑移问题，可不作抗滑移计算，此时应验算台面的强度。 （2） 槽式台座 槽式台座由端柱、传力柱、横梁和台面组成。 槽式台座既可承受拉力，又可作蒸汽养护槽，适用于张拉吨位较高的大型构件，如屋架、吊车梁等。 槽式台座构造如图5.4所示。 槽式台座需进行强度和稳定性计算。端柱和传力柱的强度按钢筋混凝土结构偏心受压构件计算。槽式台座端柱抗倾覆力矩由端柱、横梁自重力矩及部分张拉力矩组成。 夹具是先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置。 按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。 （1） 钢丝锚固夹具 圆锥齿板式夹具（锥销夹具） 　　　锥销夹具可分为圆锥齿板式夹具和圆锥槽式夹具，如图5.5所示。 镦头夹具 　　　如图5.6所示，采用镦头夹具时，将预应力筋端部热镦或冷镦，通过承力分孔板锚固。 (2) 钢筋锚固夹具 钢筋锚固常用圆套筒三片式夹具，由套筒和夹片组成（图5.7）。 其型号有YJ12、YJ14，适用于先张法；用YC-18型千斤顶张拉时，适用于锚固直径为12mm、14mm的单根冷拉HRB335、HRB400、RRB400级钢筋。 张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1.5倍；张拉机具的张拉行程不小于预应力筋伸长值的1.1～1.3倍。 (1) 钢丝张拉设备 钢丝张拉分单根张拉和成组张拉。 用钢模以机组流水法或传送带法生产构件时，常采用成组钢丝张拉。 在台座上生产构件一般采用单根钢丝张拉，可采用电动卷扬机、电动螺杆张拉机进行张拉。 预应力钢筋的张拉力，一般用伸长值校核。 预应力筋理论伸长值ΔL按下式计算： 　 式中 　FP —预应力筋平均张拉力，kN；轴线张拉取张拉端的拉力；两端张拉的曲线筋取张拉端的拉力与跨中扣除孔道摩阻损失后拉力的平均值；  L —预应力筋的长度，mm；  AP —预应力筋的截面面积，mm2； 　　　 　 ES —预应力筋的弹性模量，kN/mm2。 （1） 钢筋的接长与冷拉 钢丝的接长 一般用钢丝拼接器用20～22号铁丝密排绑扎(图5.14)。绑扎长度的规定：冷拔低碳钢丝不得小于40倍钢丝直径；高强度钢丝不得小于80倍钢丝直径。 【解】（1） 螺丝端杆锚具，两端同时张拉，螺母厚度取36mm，垫板厚度取16mm，则螺丝端杆伸出构件外的长度l2=2H+h+5=2×36+16+5=93m；对焊接头个数n=2+2=4；每个对焊接头的压缩量Δ=22mm，则预应力筋下料长度 L=(l-2l1+2l2)/(1+r-δ)+nΔ=197