工程結(jié)構(gòu)之預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)介紹

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定義：是在荷載作用之前對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件施加壓力，使截面產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力以全部或部分抵消由荷載引起的拉應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)。以預(yù)應(yīng)力混凝土制成的結(jié)構(gòu)，因以張拉鋼筋的方法來(lái)達(dá)到預(yù)壓應(yīng)力，所以也稱預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：工程力學(xué)  工程結(jié)構(gòu)   建筑材料  
基本原理：預(yù)應(yīng)力混凝土雖然只有幾十年的歷史，然而人們對(duì)預(yù)應(yīng)力原理的應(yīng)用卻由來(lái)已久。也有利于恢復(fù)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力。如中國(guó)古代的工匠早就運(yùn)用預(yù)應(yīng)力的原理來(lái)制作木桶。木桶的環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力通過(guò)套緊竹箍的方法產(chǎn)生。只要水對(duì)桶壁產(chǎn)生的環(huán)向拉應(yīng)力不超過(guò)環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力，則桶壁木板之間將始終保持受壓的緊密狀態(tài)，預(yù)壓應(yīng)力通過(guò)兩端錨具傳給構(gòu)件混凝土。木桶就不會(huì)開(kāi)裂和漏水。 混凝土的抗壓強(qiáng)度雖高，而抗拉強(qiáng)度卻很低，預(yù)應(yīng)力筋可先穿入套管也可以后穿。通過(guò)對(duì)預(yù)期受拉的部位施加預(yù)壓應(yīng)力的方法，就能克服混凝土抗拉強(qiáng)度低的弱點(diǎn)，達(dá)到利用預(yù)壓應(yīng)力建成不開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)。

優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：由于采用了高強(qiáng)度鋼材和高強(qiáng)度混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有抗裂能力強(qiáng)、抗?jié)B性能好、剛度大、強(qiáng)度高、抗剪能力和抗疲勞性能好的特點(diǎn)，對(duì)節(jié)約鋼材(可節(jié)約鋼材40%～50%、混凝土20%～40%)、減小結(jié)構(gòu)截面尺寸、降低結(jié)構(gòu)自重、防止開(kāi)裂和減少撓度都十分有效，可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得更為經(jīng)濟(jì)、輕巧與美觀。（圖為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁）
缺點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)工藝比鋼筋混凝土構(gòu)件復(fù)雜，技術(shù)要求高，需要有專門的張拉設(shè)備、灌漿機(jī)械和生產(chǎn)臺(tái)座等以及專業(yè)的技術(shù)操作人員（見(jiàn)預(yù)應(yīng)力工藝）；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)工費(fèi)用較大，對(duì)構(gòu)件數(shù)量少的工程成本較高。

預(yù)應(yīng)力筋>>>>>>資料下載
預(yù)應(yīng)力筋的特性：應(yīng)力－應(yīng)變曲線和應(yīng)力松弛。一、應(yīng)力－應(yīng)變曲線；二、應(yīng)力松弛。1、概念：鋼筋受到一定的張拉力后，在長(zhǎng)度保持不變的條件下，鋼筋的應(yīng)力隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而降低的現(xiàn)象，起壓力激昂的值就是應(yīng)力松弛損失。2、應(yīng)力松弛的特點(diǎn)：初期發(fā)展快。鋼絲和鋼絞線的應(yīng)力松弛率大于熱處理鋼筋和精軋螺紋鋼筋。初應(yīng)力大，松弛損失也大。松弛損失率隨溫度的升高急劇增加。

預(yù)應(yīng)力筋相關(guān)圖集規(guī)范：
DL/T 5176-2003 水電工程預(yù)應(yīng)力錨固設(shè)計(jì)規(guī)范
JG 3007-1993 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋專用防腐潤(rùn)滑脂
JG 225-2007 預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬波紋管
JGJ 85-2010 預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程
TB/T 3193-2008 鐵路工程預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器技術(shù)條件
04G415-1 預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架(預(yù)應(yīng)力筋為鋼絞線、跨度18m～30m)

施工工藝 >>>>資料下載
設(shè)計(jì)與制作 ：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，除驗(yàn)算承載能力和使用階段兩個(gè)極限狀態(tài)外，還要計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋的各項(xiàng)瞬時(shí)和長(zhǎng)期預(yù)應(yīng)力損失值（見(jiàn)預(yù)應(yīng)力損失），及驗(yàn)算施工階段，如構(gòu)件制作、運(yùn)輸、堆放和吊裝等工序中構(gòu)件的強(qiáng)度和抗裂度。

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工方法
    1.先張法 >>>>先張法施工  
在混凝土灌筑之前，先將由鋼絲鋼絞線或鋼筋組成的預(yù)應(yīng)力筋張拉到某一規(guī)定應(yīng)力，并用錨具錨于臺(tái)座兩端支墩上,接著安裝模板、構(gòu)造鋼筋和零件,然后灌筑混凝土并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，放松兩端支墩的預(yù)應(yīng)力筋，通過(guò)粘結(jié)力將預(yù)應(yīng)力筋中的張拉力傳給混凝土而產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。先張法以采用長(zhǎng)的臺(tái)座較為有利，最長(zhǎng)有用到一百多米的，因此有時(shí)也稱作長(zhǎng)線法。（左圖:先張法施工現(xiàn)場(chǎng)）

2.后張法 >>>>后張法施工
先灌筑構(gòu)件，然后在構(gòu)件上直接施加預(yù)應(yīng)力的方法。一般做法多是先安置后張預(yù)應(yīng)力筋成孔的套管、構(gòu)造鋼筋和零件，然后安裝模板和灌筑混凝土。預(yù)應(yīng)力筋可先穿入套管也可以后穿。等混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，用千斤頂將預(yù)應(yīng)力筋張拉到要求的應(yīng)力并錨于梁的兩端，預(yù)壓應(yīng)力通過(guò)兩端錨具傳給構(gòu)件混凝土。為了保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋不受腐蝕和恢復(fù)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力，預(yù)應(yīng)力筋與套管之間的空隙必須用水泥漿灌實(shí)。水泥漿除起防腐作用外，也有利于恢復(fù)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力。為了方便施工，有時(shí)也可采用在預(yù)應(yīng)力筋表面涂刷防銹蝕材料并用塑料套管或油紙包裹的無(wú)粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力。（左圖:后漲法施工現(xiàn)場(chǎng)）

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