预应力材料ppt课件

第二章 预应力资料 本章主要引见预应力筋材、非预应力筋材、混凝土资料以及管道压浆资料的类型和力学特性，以及预应力混凝土构造对预应力资料的要求等根底知识，是根底章重点掌握：预应力筋材和混凝土的力学特性和根本要求2.1 预应力筋 2.2 非预应力筋 2.3 混凝土 2.4 孔道及灌浆资料v2.1 预应力筋预应力筋v1、对预应力筋的要求、对预应力筋的要求要求要求高强度高强度塑性好塑性好粘结性好粘结性好提高资料强度的方法：提高资料强度的方法：1在钢材中添加合金元素；在钢材中添加合金元素；2采用冷拔、冷拉方法提高屈服强度；采用冷拔、冷拉方法提高屈服强度；3经过调质热处置、高频感应热处置、经过调质热处置、高频感应热处置、余热处置等方法提高钢材强度余热处置等方法提高钢材强度实现延性破坏，防治脆性破坏；实现延性破坏，防治脆性破坏；要求保证预应力筋具有一定的要求保证预应力筋具有一定的延伸率和弯折次数延伸率和弯折次数1先张法，预应力筋与混凝土；先张法，预应力筋与混凝土；2后张法，预应力筋与孔道压浆；后张法，预应力筋与孔道压浆；3高强钢丝预应力筋刻痕或钢绞线高强钢丝预应力筋刻痕或钢绞线2、预应力筋的种类按照材质划分：金属预应力筋和非金属预应力筋；常用的金属预应力筋：高强钢筋，高强钢丝，钢绞线；非金属预应力筋主要指：纤维加强塑料FRP预应力筋；各种资料的引见和根本性能：1高强钢筋 P19；2高强钢丝 P20；3钢绞线 P21；4非金属预应力筋 P22.最常用的两种预应力筋材：最常用的两种预应力筋材：A、钢绞线、钢绞线 钢绞线是用直径钢绞线是用直径56mm的高强钢丝捻制而成的一种高强预应的高强钢丝捻制而成的一种高强预应力筋，其中以力筋，其中以7股钢绞线运用最多。

股钢绞线运用最多7股钢绞线的公称直径为股钢绞线的公称直径为9.515.2 mm，强度可高达，强度可高达1860MPa无粘结预应力束无粘结预应力束B、钢丝分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种外形分为光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝三种极限抗拉强度规范值可达1770N/mm2钢丝公称直径为39mm为添加与混凝土粘结强度，钢丝外表可采用刻痕或压波，也可制成螺旋肋刻痕钢丝螺旋肋钢丝3、预应力筋的力学性能1预应力的强度规范、设计值和弹性模量GB500010-2002P23-24表2-7/8/9.2预应力筋的应力应变曲线硬钢的极限抗拉强度fpu可以经过实验确定硬钢的应力-应变曲线及 FPR筋的应力-应变曲线P23图2-2和图2-3：没有明显屈服台阶，国际预应力协会取用0.1%剩余应变时对应的应力f0.1；中国和日本采用f0.2;美国取1%伸长时对应的应力钢材的塑性：常用钢材拉断时的应变伸长率表示，伸长率与量测的标距有关钢丝标距普通为10d或100mm，最低塑性要求伸长率普通为4%，钢绞线的标距普通为600mm塑性要求3.5%3预应力筋的松弛 在继续高应力的作用下，钢材的应力随时间增长而降低的景象称为松弛假设应力和温度不变，钢材的应变随时间而添加的景象称为蠕变。

预应力筋的松弛实验条件：温度20，初始应力0.60.8fpu，通常把1000h内发生的松弛做完推断长期松弛的根据初始应力越大，应力松弛也越大！当初始应力小于0.5fpu时，送上损失很小温度越高，应力松弛越大！温度对应力松弛的影响比初始应力的影响还要大！4预应力筋的疲劳 预应力混凝土构造在反复或反复荷载作用下，预应力筋的 应力将会出现动摇，预应力筋及其锚具抵抗这种伯丁应力的才干即为抗疲劳才干影响抗疲劳才干的要素：A、钢材的化学、物理性质；B、荷载引起的上限应力和下限应力；C、引起破坏的应力循环次数N实验阐明，引起破坏的应力幅度上限减下限应力随上限应力的添加而有一定程度的下降因此，钢材的疲劳强度是一个变化值普通取值见P25表2-13v2.2 非预应力筋非预应力筋v v 预应力混凝土构造中的非预应力纵向钢筋宜选预应力混凝土构造中的非预应力纵向钢筋宜选用热轧钢筋用热轧钢筋HRB335和和HRB400，箍筋宜选用，箍筋宜选用HPB235v 我国现行我国现行GB50010-2002规定的非预应力筋的强度规范值、设计值和弹规定的非预应力筋的强度规范值、设计值和弹性模量见性模量见P25表表2-14，2-15，2-16。

v2.3 混凝土混凝土v1、对混凝土资料的要求、对混凝土资料的要求v 预应力混凝土应具有高强度且早期强度高、预应力混凝土应具有高强度且早期强度高、变形小收缩变形和徐变小变形小收缩变形和徐变小vA、高强混凝土优点：、高强混凝土优点：v 采用与高强预应力相匹配的高强混凝土，可以采用与高强预应力相匹配的高强混凝土，可以充分发扬资料强度，减小构件截面尺寸和自重，以顺充分发扬资料强度，减小构件截面尺寸和自重，以顺应大跨度的要求；应大跨度的要求；v 高强混凝土具有较高的弹性模量，从而具有较高强混凝土具有较高的弹性模量，从而具有较小的弹性变形、较小的塑性变形，减小预应力损失小的弹性变形、较小的塑性变形，减小预应力损失v 具有较高的抗拉压强度和粘结力，推迟截面裂具有较高的抗拉压强度和粘结力，推迟截面裂痕的出现痕的出现v 有利于先张法和后张法预应力筋的锚固有利于先张法和后张法预应力筋的锚固B、低收缩、低徐变 可以减小由于混凝土收缩、徐变引起的预应力损失；另一方面可以有效控制预应力混凝土构造的徐变变形影响混凝土收缩的主要要素：P261水灰比、水泥用量和含水量2骨料含量3养护条件4纤维资料5减水剂影响混凝土徐变的主要要素：P261水灰比 2骨料含量3养护程度4构件尺寸5任务应力6纤维7减水剂C、快硬性、早强性 预应力混凝土构造中的混凝土应具有快硬、早强的性质，可以尽早施加预应力，加快工程进度，提高设备利用率。

2、混凝土的种类 预应力混凝土构造中常用的混凝土种类：普通混凝土、高强混凝土、高性能混凝土任务性能和耐久性和轻骨料混凝土1普通混凝土 采用常规的水泥、砂石为原料，常规的消费工艺，是目前最常用的混凝土其强度规范值、设计值和弹性模量见P27表2-17，2-18和2-19.2高强混凝土 采用常规的水泥、砂石为原料，常规的消费工艺，主要依托添加高效减水剂或同时掺加一定数量的活性矿物资料，使新拌混凝土具有良好的任务性能并在硬化后具有高强、高密实性的水泥混凝土50MPa以上的通常称为高强混凝土，80MPa以上称为超高强混凝土其强度规范值、设计值和弹性模量见P28表2-20，2-21，2-22.3高性能混凝土 通常人们以强度来评价混凝土的性能，现实上，由于恶劣环境的影响，构造物的破坏不是强度问题，而是耐久性问题强度高的混凝土不一定耐久性好高性能混凝土不是传统混凝土的简单扩展，而是一种新型的资料4轻骨料混凝土 为了增大预应力混凝土构造的跨越才干，加强其对环境的耐久性，必需采用轻质和高性能的混凝土资料特点：强度/自重比值高，经济效益好其强度规范值、设计值和弹性模量见P30表2-23，2-24，2-253、混凝土的力学特性1混凝土的应力应变关系 P31图2-4 上升段：弹性形状；内部微裂痕稳定开展阶段；内部微裂痕非稳定开展阶段，裂痕逐渐贯穿。

下降段：刚性紧缩机才干反映出良好的下降段！出现反弯点、收敛点反映了贯穿裂痕面上的剪切滑移及骨料尼阿杰裂痕的不断扩展强度主要由滑动面上的摩擦力和剩余粘结力提供2混凝土的变形 P32公式2-1和2-2混凝土的变形分为受力变形和非受力变形两种：受力时的弹性变形、滞后弹性变形和徐变以及收缩变形3混凝土的收缩、徐变 混凝土收缩是由于所含水分的蒸发及其他物理化学缘由产生的体积减少；混凝土的徐变是指在荷载长期作用下产生的随时间增长的变形混凝土的收缩和徐变导致构件缩短，引起预应力损失！从而减小构件的预压应力，这对混凝土构造是极为不利的！A、混凝土的收缩 P33公式2-3B、混凝土的徐变 P34公式2-4影响徐变的要素：混凝土应力的大小、混凝土的加载龄期、级配、水灰比、构件所处的环境等C、混凝土的实际厚度与有效龄期4混凝土的疲劳 混凝土在反复荷载即多次反复加卸载作用下的强度与变形与一次加卸载的情况完全不同当加载应力小于某一特定值即混凝土的疲劳抗压强度或疲劳抗拉强度时，随着反复荷载作用次数的添加，混凝土的累积塑性变形不再增长，混凝土的加卸载曲线呈线性变化当加载应力大于混凝土的疲劳抗压强度或疲劳抗拉强度时但是还是小于一次加载时混凝土的极限强度，随着反复荷载作用次数的添加，混凝土的应力应变曲线开场也呈线性变化，但应力值较大，反复加载导致内部微裂痕扩展，累积塑性变形不断增长。

最终混凝土将因严重开裂或变形过大而破坏这种由于多次反复荷载作用而引起的破坏称为疲劳破坏v2.4 孔道及灌浆资料孔道及灌浆资料v1、孔道、孔道v后张法混凝土构件的预留孔道是由制孔器来构成的后张法混凝土构件的预留孔道是由制孔器来构成的v常用的类型：常用的类型：v1抽拔式制孔器抽拔式制孔器v先预埋制孔器先预埋制孔器 混凝土初凝混凝土初凝 拔出制孔器拔出制孔器 构成孔构成孔道道v2埋入式制孔器埋入式制孔器v 在预应力混凝土构件中根据设计要求永久埋置制孔器，在预应力混凝土构件中根据设计要求永久埋置制孔器，构成预留孔道构成预留孔道v 优点：耐腐蚀性能好，孔道摩擦系数小，提高后张预应优点：耐腐蚀性能好，孔道摩擦系数小，提高后张预应力构造的抗疲劳性能力构造的抗疲劳性能2、灌浆资料 后张法中，预应力张拉后，要进展孔道注浆在浇注混凝土前要设置灌浆孔、排气孔、排水孔、泌水管灌浆孔普通设置在构件的两端和跨中，孔距不宜大于12m；排水孔普通设置在每跨曲线孔道的最低点，开口向下；孔道灌浆水灰比普通取0.400.45水泥强度等级不低于C30保证孔道水泥浆密实铝粉，膨胀剂 但是应控制膨胀率不大于5%。