《混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)》教材配套PPT課件
混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)教材配套PPT課件,混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu),混凝土結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu),教材,配套,PPT,課件
混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)模塊模塊7 7 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件 7.3預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 7.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí) 7.2預(yù)應(yīng)力的施加 7.5預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 7.4預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算 (1)了解預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件對(duì)材料的要求。(2)掌握先張法、后張法的施工工藝及錨具的分類。(3)熟悉預(yù)應(yīng)力損失的種類、估算方法以及預(yù)防措施。(4)掌握預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的計(jì)算。(5)掌握預(yù)應(yīng)力混凝土先張法、后張法施工對(duì)混凝土構(gòu)造的要求。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)模塊模塊7 7 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件7.1 7.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí) 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類7.1.1 (1)按制作方法可將預(yù)應(yīng)力混凝土劃分為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土。(2)按構(gòu)件中預(yù)加應(yīng)力大小的程度可將預(yù)應(yīng)力混凝土劃分為全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土。(3)按施工方式的不同可將預(yù)應(yīng)力混凝土劃分為有黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。7.1 7.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí) 預(yù)應(yīng)力混凝土的分類7.1.2 1 1)預(yù)應(yīng)力混凝土的原理)預(yù)應(yīng)力混凝土的原理 鋼筋混凝土是由混凝土和鋼筋兩種物理力學(xué)性能不同的材料所組成的彈塑性材料。由于混凝土的抗拉性能很差,使鋼筋混凝土存在兩個(gè)無法解決的問題:(1)在使用荷載作用下,鋼筋混凝土受拉、受彎等構(gòu)件通常是帶裂縫工作的。(2)從保證結(jié)構(gòu)的耐久性出發(fā),必須限制裂縫寬度。7.1 7.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)2 2)預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn))預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn) 提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。提高了構(gòu)件的抗裂度和剛度。(1 1)預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力混混凝凝土土的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)如如下下 增加了結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的耐久性。增加了結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的耐久性。結(jié)構(gòu)自重輕,能用于大跨度結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)自重輕,能用于大跨度結(jié)構(gòu)。可提高構(gòu)件的抗剪能力??商岣邩?gòu)件的抗剪能力。節(jié)約材料。節(jié)約材料。7.1 7.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)(2)預(yù)應(yīng)力混凝土的缺點(diǎn)如下:工藝較復(fù)雜,施工質(zhì)量要求高,因而需要配備一支技術(shù)較熟練的專業(yè)隊(duì)伍。需要專門的施工設(shè)備。預(yù)應(yīng)力引起的反拱不易控制。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開工費(fèi)用較大。7.1 7.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí) 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件對(duì)材料的要求7.1.3 (1)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋包括預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋。(2)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30;當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作為預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí),混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40。當(dāng)采用山砂混凝土及高爐礦渣混凝土?xí)r,還應(yīng)符合專門標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。(3)無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的主要規(guī)格及性能如表7-1所示。7.1 7.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)表7-1 無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的主要規(guī)格與性能7.1 7.1 預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識(shí)續(xù)表7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 基本工作程序7.2.1 1 1)先張法)先張法 第一步:在臺(tái)座(或鋼模)上用張拉機(jī)具張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至控制應(yīng)力,并用夾具臨時(shí)固定,如圖7-1所示。圖7-1 先張法示意圖(一)7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 第二步:支模并澆筑混凝土,養(yǎng)護(hù)(一般為蒸汽養(yǎng)護(hù))至其強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)值的75%時(shí),切斷預(yù)應(yīng)力鋼筋,如圖7-2所示。圖7-2 先張法示意圖(二)7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加2 2)后張法)后張法 第一步:澆筑混凝土制作構(gòu)件,并預(yù)留孔道,如圖7-3所示。圖7-3 后張法示意圖(一)7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 第二步:在孔道中穿筋,并在構(gòu)件上用張拉機(jī)具張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至控制應(yīng)力,在張拉端用錨具錨住預(yù)應(yīng)力鋼筋,并在孔道內(nèi)壓力灌漿,如圖7-4所示。圖7-4 后張法示意圖(二)7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 應(yīng)力計(jì)算分析7.2.21 1)鋼筋應(yīng)力)鋼筋應(yīng)力 無論是先張法還是后張法,非預(yù)應(yīng)力鋼筋在任何相應(yīng)時(shí)刻的應(yīng)力公式形式均相同,這是由于兩種方法中,非預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點(diǎn)均是混凝土應(yīng)力為零。預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力公式中,后張法比先張法的相應(yīng)時(shí)刻應(yīng)力多Epc,這是因?yàn)楹髲埛?gòu)件在張拉過程中,混凝土的彈性壓縮所引起的預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力變化已被融入測(cè)力儀表的讀數(shù)內(nèi),因而兩種方法中,預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土協(xié)調(diào)變形的起點(diǎn)不同。7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加2 2)混凝土應(yīng)力)混凝土應(yīng)力 在施工階段,兩種張拉方法的pc,、pc,公式形式相似,如圖7-5、圖7-6所示。先張法的公式中用構(gòu)件的換算截面面積 A0,而后張法的公式中用構(gòu)件的凈截面面積An。混凝土預(yù)壓應(yīng)力pc的公式如下:(1)先張法:(7-1)(2)后張法:(7-2)(7-3)7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加3 3)軸向壓力)軸向壓力 在使用階段,構(gòu)件在各特定時(shí)刻的軸向拉力N、N cr及 N u的公式形式均相同。無論先張法還是后張法,均采用構(gòu)件的換算截面面積A0進(jìn)行計(jì)算。(1)由 N cr=(pc,+ftk)A0=N0+ftkA0可知,預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件比同條件的普通鋼筋混凝土構(gòu)件的開裂荷載提高了N0。(2)預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的極限承載力Nu的公式與截面尺寸及材料均相同的普通鋼筋混凝土構(gòu)件的極限承載力公式相同,而與預(yù)應(yīng)力的存在及大小無關(guān),即施加預(yù)應(yīng)力不能提高軸心受拉構(gòu)件的承載力。但后者因裂縫過大早已不能滿足使用要求。7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加4 4)先張法應(yīng)力)先張法應(yīng)力 (1)施工階段。放松鋼筋,壓縮混凝土(完成第一批預(yù)應(yīng)力損失),如圖7-7所示。(7-4)圖7-7 施工階段的構(gòu)件應(yīng)力圖7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 (2)完成第二批預(yù)應(yīng)力損失后。(7-5)式中,pc,為先張法構(gòu)件中最終的混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力;其余符號(hào)意義同前。7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 (3)使用階段。加荷至混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消,如圖7-8所示。(7-6)圖7-8 使用階段的構(gòu)件應(yīng)力圖7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 繼續(xù)加荷至混凝土即將開裂(見圖7-9),應(yīng)力為(7-7)圖7-9 繼續(xù)加荷至混凝土即將開裂的構(gòu)件應(yīng)力圖7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 5 5)后張法應(yīng)力)后張法應(yīng)力 (1)在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋至con,同時(shí)壓縮混凝土,如圖7-10所示。(7-8)圖7-10 后張法受拉構(gòu)件的應(yīng)力圖7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 (2)完成第一批預(yù)應(yīng)力損失后的應(yīng)力。(7-9)式中,pc,用于計(jì)算l5。(3)完成第二批預(yù)應(yīng)力損失后的應(yīng)力。(7-10)7.2 7.2 預(yù)應(yīng)力的施加預(yù)應(yīng)力的施加 (4 4)在使用階段,加荷至混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消。)在使用階段,加荷至混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消。(7-11)(7-11)(5 5)繼續(xù)加荷至混凝土即將開裂。)繼續(xù)加荷至混凝土即將開裂。(7-12)(7-12)(6 6)加荷直至構(gòu)件被破壞。)加荷直至構(gòu)件被破壞。(7-13)(7-13)7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件在施工階段的驗(yàn)算7.3.1 在用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí),或在先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件放松預(yù)應(yīng)力筋時(shí),由于預(yù)應(yīng)力損失尚未完成,混凝土受到的壓力最大,而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度一般最低(只達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%),因此,為保證此時(shí)混凝土不被壓碎,應(yīng)予以驗(yàn)算。對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件,預(yù)壓時(shí)一般處于全截面均勻受壓。截面上混凝土法向壓應(yīng)力cc應(yīng)符合下列條件:對(duì)于先張法:(7-14)對(duì)于后張法:(7-15)(7-16)7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力位置如圖7-11所示,其大小分別按式(7-17)、式(7-18)計(jì)算。用式(7-15)及式(7-18)求 pc,時(shí),令式中的l=l,l=0。求pc,時(shí),令l=l+l。7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件的預(yù)壓應(yīng)力pc時(shí),可以將一個(gè)軸心壓力Np作用于構(gòu)件截面上,然后按材料力學(xué)公式計(jì)算。壓力Np由相應(yīng)時(shí)刻預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋僅扣除預(yù)應(yīng)力損失后的應(yīng)力如完成第二批損失后,預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力?。╟onl),非預(yù)應(yīng)力鋼筋壓應(yīng)力取l5乘以各自的截面面積,并反向(預(yù)應(yīng)力鋼筋的拉力反向后為壓力,非預(yù)應(yīng)力鋼筋的壓力反向后為拉力),然后再疊加而得,如圖7-11所示。7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算圖7-11 預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力位置(a)先張法構(gòu)件 (b)后張法構(gòu)件7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件在使用階段的計(jì)算7.3.21 1)受彎構(gòu)件預(yù)應(yīng)力度)受彎構(gòu)件預(yù)應(yīng)力度 預(yù)應(yīng)力度是由預(yù)加應(yīng)力大小確定的消壓彎矩與外荷載產(chǎn)生的彎矩的比值。受彎構(gòu)件預(yù)應(yīng)力度的表達(dá)式為 =M0/M (7-19)7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 當(dāng)框架大梁等受彎構(gòu)件截面不開裂時(shí),式(7-19)可改寫為 =pc/sc (7-20)對(duì)于全預(yù)應(yīng)力混凝土,1;對(duì)于部分預(yù)應(yīng)力混凝土,1 0;對(duì)于鋼筋混凝土,0。按照荷載的短期效應(yīng)組合下正截面混凝土的應(yīng)力狀態(tài),又將部分預(yù)應(yīng)力混凝土分為以下兩類:(1)A類:正截面中混凝土的拉應(yīng)力不超過規(guī)定的限值,如受彎構(gòu)件的拉應(yīng)力限值為0.5ftk。(2)B類:允許正截面中拉應(yīng)力超過規(guī)定的拉應(yīng)力限值,但裂縫寬度不超過規(guī)定值。7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算2 2)預(yù)應(yīng)力度強(qiáng)度比)預(yù)應(yīng)力度強(qiáng)度比 預(yù)應(yīng)力度強(qiáng)度比的表達(dá)式為(7-21)式中,Ap為控制截面處預(yù)應(yīng)力筋的截面面積;As為控制截面處普通鋼筋的截面面積;fyk為普通鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;fpyk為預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(殘余變形為0.2%時(shí)的條件屈服強(qiáng)度0.2)。7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算3 3)承載力計(jì)算)承載力計(jì)算 當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí),全部軸心拉力由預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋承擔(dān),此時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋均已屈服,其正截面受拉承載力計(jì)算式為 0NfyAs+fpyAp (7-22)式中,0為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);N 為構(gòu)件的軸心拉力設(shè)計(jì)值;fpy、fy分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;Ap、As分別為預(yù)應(yīng)力鋼筋與普通鋼筋的截面面積。7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 4 4)抗裂度驗(yàn)算及裂縫寬度驗(yàn)算)抗裂度驗(yàn)算及裂縫寬度驗(yàn)算 (1 1)對(duì)使用階段嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件,)對(duì)使用階段嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件,在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下應(yīng)符合下列要求:在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下應(yīng)符合下列要求:ckck pcpc0 0 (7-237-23)(2 2)對(duì)使用階段一般要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件,)對(duì)使用階段一般要求不出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件,應(yīng)符合下列要求:應(yīng)符合下列要求:在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下。在荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合下。ckck pcpcf f tktk (7-247-24)在荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合下。在荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合下。cqcq-pcpc0 0 (7-257-25)ckck=N=Nk k/A/A0 0 (7-267-26)cqcq=N=Nq q/A/A0 0 (7-277-27)A A0 0=A=Ac c+EsEsA As s+EpEpA Ap p (7-287-28)7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 (3 3)對(duì)使用階段允許開裂的軸心受拉構(gòu)件,按荷載效)對(duì)使用階段允許開裂的軸心受拉構(gòu)件,按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算,并考慮荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合影響的最大應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算,并考慮荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合影響的最大裂縫寬度裂縫寬度wwmaxmax,要求不應(yīng)超過最大裂縫允許值,要求不應(yīng)超過最大裂縫允許值w w limlim,即,即 w wmaxmaxwwlimlim (7-297-29)7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 裂縫寬度限值wlim的取值:一類環(huán)境條件為0.3 mm;二、三類環(huán)境條件為0.2 mm。最大裂縫寬度wmax的計(jì)算及驗(yàn)算公式同普通鋼筋混凝土構(gòu)件的計(jì)算。7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 對(duì)于先張法:p0=con-l (7-36)對(duì)于后張法:p0=con-l+Epc,(7-37)式中,E為鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值。7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算表7-2 鋼筋的相對(duì)黏結(jié)特性系數(shù)7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算 這里的Np0與前面的N0不同。提提 示示7.4 7.4 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算 1 1)l1l1 (1)先張法。其計(jì)算公式如下:(7-38)式中,a 為張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值;l 為張拉端至錨固端之間的距離;Es為預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量。(2)后張法。根據(jù)預(yù)應(yīng)力曲線鋼筋或折線鋼筋與孔道壁之間的反向摩擦影響長(zhǎng)度 lf范圍內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼筋變形值等于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值的條件確定。7.4 7.4 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算 2 2)l2l2 l 2由預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦所引起,主要對(duì)后張法有影響,其計(jì)算公式如下:(7-39)式中,x 為張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度(弧長(zhǎng),m),可近似地取該段孔道在構(gòu)件縱軸上的投影長(zhǎng)度;為張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角(rad);k 為考慮孔道每米長(zhǎng)度局部偏差的摩擦系數(shù);為預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù),如表7-3所示。7.3 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件計(jì)算表7-3 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)7.4 7.4 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算 3 3)l3l3 l3由混凝土在加熱養(yǎng)護(hù)時(shí),由于受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫差引起,主要發(fā)生在先張法中。l 3=2t,t 為混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí),受張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫差()。通常采用兩階段升溫養(yǎng)護(hù)來減小溫差損失:先升溫20 25,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到7.510 N/mm2后,混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋之間已具有足夠的黏結(jié)力而結(jié)成整體;當(dāng)再次升溫時(shí),兩者可共同變形,不會(huì)再引起預(yù)應(yīng)力損失。因此,計(jì)算時(shí)取 t=20 25。當(dāng)在鋼模上生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時(shí),鋼模和預(yù)應(yīng)力鋼筋同時(shí)被加熱,無溫差,則該項(xiàng)損失為零。7.4 7.4 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算 4 4)l4l4 l 4由預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛所引起。(1)預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線普通松弛。其計(jì)算公式如下:(7-40)式中,一次張拉取1,超張拉時(shí)取0.9。(2)預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞絲低松弛。當(dāng) con0.7fptk時(shí):(7-41)7.4 7.4 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算 當(dāng)0.7fptkcon0.8 fptk時(shí):(7-42)在熱處理鋼筋中,一次張拉時(shí)l4=0.05con,超張拉時(shí) l4=0.035con。采用超張拉的方法減小松弛損失。超張拉時(shí)可采取以下兩種張拉程序:第一種為01.03con;第二種為 。當(dāng)con/fptk0.5時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛損失值可取零。7.4 7.4 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算 5 5)l5l5 l5由于混凝土的收縮和徐變引起。(1)先張法。(7-43)(7-44)7.4 7.4 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算 后張法:(4-45)(4-45)對(duì)先張法構(gòu)件,(Ap+As)/A0,=(A p+A s)/A 0對(duì)后張法構(gòu)件,(Ap+As)/An,=(A p+A s)/An 若結(jié)構(gòu)處于年平均相對(duì)濕度低于40%的環(huán)境下,l5及l(fā)s值應(yīng)增加30%。當(dāng)采用泵送混凝土?xí)r,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況考慮混凝土收縮、徐變引起預(yù)應(yīng)力損失值增大的影響。所有能減少混凝土收縮、徐變的措施,相應(yīng)地都將減少 l5。提提 示示7.4 7.4 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算7.4 7.4 預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算預(yù)應(yīng)力損失值計(jì)算 6 6)l6l6 l6用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼絲(或鋼筋)做配筋的環(huán)形結(jié)構(gòu)構(gòu)件,由于螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼絲(或鋼筋)擠壓混凝土引起的預(yù)應(yīng)力損失。l6的大小與構(gòu)件的直徑有關(guān),構(gòu)件直徑越小,則預(yù)應(yīng)力損失越大。當(dāng)結(jié)構(gòu)直徑大于3 m時(shí),l6可忽略不計(jì);當(dāng)結(jié)構(gòu)直徑小于或等于3 m時(shí),l6可取30 N/mm2。混凝土預(yù)壓前(第一批)預(yù)應(yīng)力損失值,先張法為=l1+l2+l3+l4,后張法為=l1+l2;混凝土預(yù)壓后(第二批)預(yù)應(yīng)力損失值,先張法為=l5,后張法為=l4+l5+l6 。7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造7.5.1 (1)先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的最小凈間距如表7-4所示。(2)預(yù)留孔道的內(nèi)徑應(yīng)比預(yù)應(yīng)力鋼絲束或鋼絞線束外徑及須穿過孔道的連接器外徑大1015 mm。這是施工時(shí)布置預(yù)應(yīng)力鋼絲束或鋼絞線束及錨具的前提條件。(3)端面孔道的相對(duì)位置應(yīng)綜合考慮錨夾具的尺寸、張拉設(shè)備壓頭的尺寸、端面混凝土的局部承壓能力等因素而妥善布置,必要時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大端面尺寸,以避免施工誤差等意外因素造成張拉施工的困難。1 1)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土的最小凈間距及預(yù)留孔道尺寸)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土的最小凈間距及預(yù)留孔道尺寸 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施表7-4 先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的最小凈間距 單位:mm 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (4)對(duì)預(yù)制構(gòu)件,孔道之間的水平凈間距不宜小于50 mm;孔道至構(gòu)件邊緣的凈間距不宜小于30 mm,且不宜小于孔道直徑的一半。(5)框架梁在支座處承受負(fù)彎矩而在跨中承受正彎矩,因此預(yù)應(yīng)力鋼筋往往做曲線配置。在框架梁中,曲線的預(yù)留孔道在豎直方向的凈間距不應(yīng)小于孔道外徑,在水平方向的凈間距不應(yīng)小于1.5倍孔道外徑;從孔壁算起的混凝土保護(hù)層厚度,在梁側(cè)不宜小于40 mm,而在梁底不宜小于50 mm。(6)大跨度受彎構(gòu)件往往在制作時(shí)需要預(yù)先起拱,以抵消正常使用時(shí)產(chǎn)生的過大撓度,此時(shí)預(yù)留孔道宜隨構(gòu)件同時(shí)起拱,以免引起計(jì)算以外的次應(yīng)力。7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (1)對(duì)于單根預(yù)應(yīng)力鋼筋或鋼筋束,可以在構(gòu)件端部設(shè)置螺旋鋼筋圈,如圖7-12所示。其端部宜設(shè)置長(zhǎng)度不小于150 mm且不少于4圈的螺旋筋;當(dāng)有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí),也可利用支座墊板上的插筋代替螺旋筋,但插筋數(shù)量不應(yīng)少于4根,其長(zhǎng)度不宜小于120 mm。2 2)先張法構(gòu)件端部加固措施)先張法構(gòu)件端部加固措施圖7-12 在構(gòu)件端部設(shè)置螺旋鋼筋圈 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (2)如果在支座處布置螺旋鋼筋有困難,為滿足預(yù)制構(gòu)件與擱置支座連接的需要,有時(shí)在構(gòu)件端部預(yù)埋支座墊板,并相應(yīng)配有埋件的錨筋(插筋),如圖7-13所示??梢岳弥ё鶋|板上的錨筋代替螺旋筋約束預(yù)應(yīng)力鋼筋。預(yù)應(yīng)力鋼筋必須從兩排插筋中穿過,并且插筋數(shù)量不少于4根,長(zhǎng)度不小于120 mm。我國預(yù)制的屋面板端部多采用這種措施。圖7-13 在構(gòu)件端部預(yù)埋支座墊板并配有錨筋 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (3)對(duì)分散布置的多根預(yù)應(yīng)力鋼筋,如果每根鋼筋都加螺旋鋼筋圈有困難,則可以在構(gòu)件端部10 d (d 為預(yù)應(yīng)力鋼筋的公稱直徑)范圍內(nèi)設(shè)置35片與預(yù)應(yīng)力鋼筋垂直的鋼筋網(wǎng),如圖7-14所示。鋼筋網(wǎng)一般用細(xì)直徑鋼筋焊接或綁扎。圖7-14 設(shè)置與預(yù)應(yīng)力鋼筋垂直的鋼筋網(wǎng) 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (4)對(duì)采用預(yù)應(yīng)力鋼絲配筋的薄板,由于端面尺寸有限,前述局部加強(qiáng)配筋的措施均難以執(zhí)行,可以在板端100 mm范圍內(nèi)適當(dāng)加密橫向鋼筋,其數(shù)量不少于2根,如圖7-15所示。圖7-15 在板端100 mm范圍內(nèi)加密橫向鋼筋 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造7.5.2 (1)對(duì)預(yù)應(yīng)力屋面梁、吊車梁等構(gòu)件,宜將一部分預(yù)應(yīng)力鋼筋在靠近支座處彎起,彎起的預(yù)應(yīng)力鋼筋宜沿構(gòu)件端部均勻布置,如圖7-16所示。圖7-16 在靠近支座處彎起一部分預(yù)應(yīng)力鋼筋 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (2)出于構(gòu)件安裝的需要,預(yù)制構(gòu)件端部預(yù)應(yīng)力筋錨固處往往有局部凹進(jìn)。此時(shí)應(yīng)在構(gòu)件端部增設(shè)折線形的構(gòu)造鋼筋,連同支座墊板上的豎向構(gòu)造鋼筋(插筋或埋件的錨筋)共同構(gòu)成對(duì)錨固區(qū)域的約束,如圖7-17所示。圖7-17 在構(gòu)件端部增設(shè)折線形構(gòu)造鋼筋 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (3)由于構(gòu)件端部尺寸有限,集中的應(yīng)力來不及擴(kuò)散,端部局部承壓區(qū)以外的孔道仍可能劈裂。因此,在局部受壓間接鋼筋配置區(qū)以外,在構(gòu)件端部長(zhǎng)度不小于3 e(e 為截面重心線上部或下部預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力點(diǎn)至鄰近邊緣的距離)但不大于1.2h(h構(gòu)件端部截面高度)、高度為2 e的附加配筋區(qū)范圍內(nèi),應(yīng)均勻配置附加箍筋或網(wǎng)片,其體積配筋率 v應(yīng)不小于0.5,如圖7-18所示。圖7-18 在附加配筋區(qū)內(nèi)均勻配置附加箍筋或網(wǎng)片 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (4)如果構(gòu)件端部預(yù)應(yīng)力鋼筋無法均勻布置而需集中布置在截面下部,或集中布置在上部和下部時(shí),應(yīng)在構(gòu)件端部0.2 h (h 為構(gòu)件端部的截面高度)的范圍內(nèi)設(shè)置附加豎向焊接鋼筋網(wǎng)、封閉式箍筋或其他形式的構(gòu)造鋼筋,如圖7-19所示。圖7-19 設(shè)置附加豎向焊接鋼筋網(wǎng)、封閉式箍筋或其他形式的構(gòu)造鋼筋 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (5)混凝土除滿足圖7-20所示的構(gòu)造要求外,還應(yīng)滿足其體積配筋率 v不小于0.5的要求。圖7-20 混凝土的構(gòu)造要求 7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (6)預(yù)制構(gòu)件安裝就位后,往往以焊接形式與下部支承結(jié)構(gòu)相連。如構(gòu)件長(zhǎng)度較大時(shí),在構(gòu)件端部應(yīng)配置足夠的非預(yù)應(yīng)力縱向構(gòu)造鋼筋。(7)后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在張拉錨固后應(yīng)在孔道內(nèi)灌漿以保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋免受銹蝕并具備一定的黏結(jié)錨固作用。為此應(yīng)在構(gòu)件兩端及跨中設(shè)置灌漿孔或排氣孔,其間距不宜大于12 m。7.5 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的構(gòu)造措施 (8)在預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨夾具下及張拉設(shè)備壓頭的支承處,應(yīng)設(shè)置事先預(yù)放的鋼墊板以避免巨大的預(yù)壓應(yīng)力直接作用在混凝土上。其尺寸由構(gòu)造布置確定。(9)后張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的錨固應(yīng)選用可靠的錨具,其形式和質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器(GB/T 143702007)的規(guī)定。此外,對(duì)外露金屬錨具,應(yīng)采取可靠的防銹措施,或者澆筑混凝土加以封閉。Thank you
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混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)
混凝土結(jié)構(gòu)
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《混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)》教材配套PPT課件,混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu),混凝土結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu),教材,配套,PPT,課件
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