第四章-预应力课件.ppt
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- 第四 预应力 课件
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1、需要指出,预应力筋的有效预应力值过大或过小对结构都是有害的:有效预应力值过小则不能满足设计需要;有效预应力值过大则会使混凝土承受过高的持续压应力,产生过大的反拱度,也可能使截面反向开裂,这些都对结构安全和使这些都对结构安全和使用都不利。用都不利。第一节预应力张拉控制应力第一节预应力张拉控制应力 预应力张拉控制应力是指预应力筋张拉时需要达到的应力。对于如钢制锥形锚具等一些存在描圈口摩阻力的锚具,则为扣除此摩阻力后的锚下应力值。因此准确地说,是指预应力筋张拉时锚下的控制应力。 在张拉预应力筋对构件施加预应力时,张拉设备(千斤顶油压表)所控制的总张拉力Np,con除以预应力筋面积Ap得到的应力称为张
2、拉控制应力scon。它是预应力筋在在构件受荷以前所经受的最大应力。张拉控制应力scon 取值越高,预应力筋对混凝 土的预压作用越大,可以使预应力筋充分发挥作用。pconpconAN,s但scon取值过高,会出现以下问题:1.容易发生脆性破坏,构件开裂后不久即发生破坏2.由于钢材材质的不均匀性及施工误差,钢筋有可能发生拉断或产生塑性变形3. scon取值越高,预应力筋的应力松弛也将增大4.当可变荷载不大时,过大的反拱不易恢复5.对于后张法构件,还可能造成局部承压破坏因此,规范规定了张拉控制应力限值scon。 因为对预应力筋的张拉过程是在施工阶段进行的,同时张拉预应力筋也是对它进行的一次检验,所以
3、表中scon是以预应力筋的标准强度给出的,且scon可不受抗拉强度设计值的限制。张拉控制应力限值scon张拉方法钢筋种类先张法后张法预应力钢丝、钢绞线热处理钢筋0.75 fptk0.70 fptk0.75 fptk0.65 fptk在下列情况下, scon可提高0.05 fptk: 为提高构件在施工阶段的抗裂性能,而在使用阶段受压区内设置的预应力筋;为部分抵消应力松弛、摩擦、分批张拉和温差产生预应力损失。 为避免scon的取值过低,影响预应力筋充分发挥作用,规范规定scon不应小于0.4 fptk。第二节第二节 预应力损失计算预应力损失计算预应力筋张拉后,由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原
4、因,预应力筋中应力会从scon逐步减少,并经过相当长的时间才会最终稳定下来,这种应力降低现象称为预应力损失。由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果。因此,预应力损失是预应力混凝土结构设计和施工中的一个关键的问题。过高或过低估计预应力损失,都会对结构的使用性能产生不利影响。 一、预应力损失分类一、预应力损失分类 由于预应力是通过张拉预应力筋得到的,凡是能使预应力筋产生缩短的因素,都将引起预应力损失,主要有: 锚固损失:锚具变形引起预应力筋的回缩、滑移摩擦损失:在预应力筋张拉过程中,预应力筋与孔道壁之间的摩擦,使张拉应力造成损失。混凝土的收缩和徐变引起的损失松弛损失:长度不变的预应力筋
5、,在高应力的长期作用下会产生松弛,引起预应力损失。温差损失:先张法中的热养护引起的温差损失弹性压缩损失:混凝土弹性压缩,后拉束对先张拉束造成的压缩变形而产生分批张拉损失等。局部挤压损失:环形结构中螺旋式预应力筋对混凝土的局部挤压引起的应力损失二、二、 预应力损失计算预应力损失计算 可分为三类:1.对总损失值的粗略估算2.按分项计算求得总损值3.按时步法求得精确的总损失值。 美国 ACI ASCE 委员会建议采用预应力损失百分比 先张法 % 后张法 %混凝土弹性压缩 4 1混凝土收缩 7 6 混凝土徐变 6 5钢筋松弛 8 8总损失 25 20-5005010015020025030035048
6、0049005000510052005300应变时 间 (小时 )-50050100150200250300350380040004200440046004800应变时 间 (小时 )-500501001502002503003504500460047004800490050005100520053005400应变时 间 (小时 )-500501001502002503003503200330034003500360037003800应变时 间 (小时 ) C-5005010015020025030035033003400350036003700380039004000应变时 间 (小时 )-
7、5005010015020025030035031003200330034003500360037003800应变时 间 (小时 )时步法:时步法:随着对预应力各时间效应徐变、收缩和松弛相互作用研究的深化,以及一些工程对任意时间损失计算的需要,近年来已提出了比较完整的分时间阶段计算损失的方法。分项计算法:分项计算法:1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失s sl2 摩擦损失是指在后张法张拉钢筋时,由于预应力筋与周围接触的混凝土或套管之间存在摩擦,引起预应力筋应力随距张拉端距离的增加而逐渐减少的现象。sskxle11con2()0.2x)(con2ssxl
8、若,n孔道摩擦损失长度效应曲率效应)11 (2ssxconle单位问题 时,可以近似为无粘结:k0.004,u0.12摩擦系数的测定n传感器法n千斤顶法3 . 0kx)(2sskxconl多段曲线的摩擦损失计算:分段计算法一端张拉 两端张拉 超张拉 减小的措施: A、两端张拉; B、超张拉。 2放张时锚具变形、预应力筋回缩或滑移产生的预应放张时锚具变形、预应力筋回缩或滑移产生的预应力损失力损失s sl1 预应力筋张拉后锚固时,由于锚具受力后变形、垫板缝隙的挤紧以及钢筋在锚具种的内缩引起的预应力损失记为sl1 1.直线预应力筋1lplEls 2.曲线预应力筋 两个基本假定:n孔道摩擦损失的指数曲
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