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预应力混凝土基本原理,你了解多少?

时间:2019-12-01 19:09

预应力混凝土基本原理,你了解多少?

  结构注考通第659篇文章

  2018版《钢混桥规》

  新增体外预应力桥梁设计方法

  今年备考注册结构的童鞋们

  还需要加强预应力混凝土基础常识的了解

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  钢筋混凝土结构具有耐久性好

  可就地取材、制造工艺简单等优点

  但由于混凝土抗拉强度低,极限拉应变小,

  在荷载作用下,混凝土很容易开裂

  并且钢筋混凝土结构容易开裂的特点

  使其不能有效利用高强度的材料

  如高强钢材、高强混凝土等

  为了解决上述问题

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  预应力混凝土

  应运而生

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  预应力混凝土基本原理

  设法预先在混凝土中造成一种预压应力

  用以抵消外荷作用下所产生的拉应力

  使混凝土的整个截面在外力作用下

  始终处于受压工作状态

  这样就不会出现拉应力

  从而限制裂缝的出现

  预应力混凝土一般应用于
 

  (1)裂缝控制等级较高的结构

  (2)大跨度结构或受力很大的构件

  (3)对刚度变形控制要求较高的结构构件

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  设有一矩形简支梁,计算跨径为L,截面为b×h,承受均布荷载q(含自重在内)

  此时跨中截面应力

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  为了使截面下缘不出现拉应力

  采用预加应力的方法来抵消下缘拉应力

  (1)第一种方法

  先在截面重心处施加预压力,令Ny=6M/h.

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  在预加力Ny和均布荷载q共同作用

  跨中截面应力

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  (2)第二种方法

  在距截面下缘h/3处(即偏心距e=h/6)处

  施加预应力,令Ny=3M/h

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  由上面分析可知

  施加预应力后

  可以避免混凝土出现裂缝

  混凝土梁可以全截面参加工作

  预应力混凝土结构设计计算的关键问题是

  预加力的大小以及预加力的作用点位置

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  预应力结构分为
 

  全预应力混凝土结构

  部分预应力混凝土结构

  (1)全预应力混凝土结构

  在作用频遇组合下

  控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力

  全预应力混凝土具有抗裂性好,

  刚度大等优点

  但也存在反拱过大以及

  易产生平行于预应力钢筋的纵向裂缝等确定

  (2)部分预应力混凝土结构

  在作用频遇组合下

  控制的正截面受拉边缘可出现拉应力

  拉应力≤规定限值为A类预应力混凝土构件

  规定限值为B类预应力混凝土构件

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  根据张拉钢筋与混凝土浇注的先后关系
 

  预应力混凝土结构可分为

  先张法和后张法

  1、先张法

  在浇筑混凝土之前张拉钢筋

  主要靠混凝土自身的粘结力获得预加力

  其施工方法为

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  (b)浇筑混凝土

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  (c)待混凝土结硬后

  解除预应力钢筋与加力台座之间的联系

  传力于混凝土

  2、后张法

  在结硬后的混凝土构件上张拉钢筋

  主要靠锚具施加预加力

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  (a)浇筑梁身混凝土,预埋套管形成孔道
 

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  (b)穿进预应力钢筋

  待混凝土结硬后进行张拉
 

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  (c)锚固钢筋,传力于混凝土,

  压注水泥浆,填塞孔道

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  在后张法中

  为了维持预应力钢筋中的应力

  必须将张拉后的钢筋

  用锚具牢靠地锚固在梁体混凝土上

  按照锚固传力的方式

  可分为摩阻锚固、承压锚固

  粘着锚固、预应力钢筋连接器

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  利用锥形或梯形楔块侧向力

  产生的摩阻力来防止钢丝滑动

  譬如钢制锥形锚、夹片锚(群锚)

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  将钢筋的端头做成螺纹(或镦成粗头)

  钢筋张拉后拧紧螺帽(或锚圈)

  通过螺帽(或锚圈)与垫板的承压作用

  将钢筋锚固

  譬如镦头锚、钢筋螺纹锚具等

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  将钢绞线端头浇在混凝土中

  靠钢绞线与混凝土的粘结力锚固钢筋

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  轧花式锚具

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  挤压式锚具

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  主要作用是将要接长的新钢束
 

  连接到已张拉锚固的钢束上

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  预应力混凝土T梁

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  其生产过程为

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  模板支立,钢筋绑扎,预留管道

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  混凝土浇注并养生,拆模

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  穿束、张拉,孔道压浆

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  封锚,存放

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  吊装就位

  预应力混凝土梁

  从张拉钢筋到受荷破坏

  大致可分为四个工作阶段:

  a):预施应力阶段

  包括预制、运输、安装

  b):整体工作阶段

  从受荷开始到构件出现裂缝前

  c):带裂缝工作阶段

  d):破坏阶段

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