受拉构件正截面性能与设计.pdf

第六章 受拉构件正截面性能与设计 1、施加预应力的目的 普通混凝土的抗拉强度很低，极限拉应变很小，抗裂性能差。在荷载作用下受拉区混凝 土容易开裂，开裂后构件的刚度变小，变形增大，影响了混凝土结构在大跨结构上的应用。 因此，施加预应力的目的就是增强混凝土的抗裂性，增大混凝土构件的刚度，减小变形。 2、预应力混凝土基本原理 预应力混凝土就是在钢筋混凝土受力之前对受拉区预先施加压力，这样就在构件受拉区 产生预压应力，形成预应力混凝土。 当预应力混凝土构件受到荷载后，受拉区的拉力就会与预先施加的压力全部或者部分抵 消，当预压应力没有被完全抵消时，受拉区依然处于受压状态，混凝土不会开裂，当预压应 力虽然被完全抵消，但是拉应力小于混凝土的抗拉强度时，混凝土也不会开裂，当拉应力大 于混凝土抗拉强度时，跟普通混凝土构件相同，但是裂缝出现的时间较晚，裂缝宽度较小。 3、预应力混凝土的分类 根据施工方法、施加预应力程度、有无粘结力和钢筋位置，预应力混凝土分成不同的类 别。 （1）先张法和后张法 先张法是浇筑混凝土之前张拉预应力钢筋，所以称为先张法，可以在台座上利用千斤顶 等张拉机具进行张拉。 首先张拉预应力钢筋，考虑到预应力损失，一般要张拉到设计应力的1.05倍才能停止； 然后支模板，放置锚具； 第3 步撤去张拉机具浇筑混凝土； 最后对混凝土进行振捣找平，并进行养护，使其强度达到设计强度的75%，最后从端 部截断多余的钢筋，这样预应力混凝土构件就制作完成了。 先张法的构件是通过预应力钢筋和混凝土之间的粘结力传递预应力的，适用于预制厂中 大批量的制作中小型构件。 后张法是先浇筑混凝土并具有一定强度以后再张拉预应力钢筋。首先埋设预埋管，再支 模板浇筑混凝土，振荡找平后待混凝土初凝后抽出预埋管，并养护混凝土到设计强度的75%; 撤去模板，穿入预应力钢筋并放置好锚具和千斤顶；同样张拉钢筋到设计应力的1.05倍， 再将孔道灌浆。最后撤去千斤顶，由端部截断钢筋。预应力构件制作完成。 （2）全预应力和部分预应力 在使用荷载下，构件截面混凝土不出现拉应力，为全截面受压，成为全预应力。在使用 荷载下，构件截面混凝土允许出现拉应力或开裂，只有部分截面受压，即部分预应力。 （3）有粘结预应力与无粘结预应力 有粘结预应力，是指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝 土结构。 无粘结预应力，指预应力筋伸缩、滑动自由，不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。 （4）体内预应力与体外预应力 预应力筋布置在混凝土构件体内的称为体内预应力结构。体外预应力混凝土结构为预应 力筋布置在混凝土构件体外的预应力结构。 4、施加预应力的方法 通常通过机械张拉钢筋给混凝土施加预应力。按照施工工艺不同，可分为先张法和后张 法。 5、先张法 先张法是在浇注混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时固定在台座或钢模上， 然后再浇注混凝土。待混凝土达到一定强度，保证预应力筋与混凝土有足够粘结力时，以规 定方式放松预应力筋，借助于预应力筋的弹性回缩及其与混凝土的粘结，使混凝土产生预压 应力。 6、后张法 在制作构件时，在放置预应力筋的部位留设孔道，待混凝土达到设计规定的强度后，将 预应力筋穿入预留孔道内，用张拉机具将预应力筋张拉到设计规定的控制应力，然后借助锚 具把预应力筋锚固在构件端部，最后进行孔道灌浆的预加应力的方法。 7、预应力混凝土的优点 （1）能充分利用混凝土和钢筋的强度；（2）能克服普通混凝土构件过早出现裂缝这一 缺点；（3）可以用来制作大跨度梁等。 8、预应力混凝土的缺点 （1）用钢量大，预应力控制值较高，（2）预拉区易开裂，需配预应力筋，（3）反拱较 大。 9、无粘结预应力混凝土 无粘结预应力混凝土结构，一般是指采用无粘结预应力筋、按后张法制作的预应力混凝 土结构。预应力筋伸缩、滑动自由，不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。这种结构的 预应力筋表面涂有防锈材料，外套防老化的塑料管，防止与混凝土粘结。 10、有粘结预应力混凝土 指沿预应力筋全长其周围均与混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构。先张法预 应力结构及预留孔道穿筋压浆的后张预应力结构均属此类。 11、施加预应力的目的 施加预应力的目