[教育]預(yù)應(yīng)力混凝土工程ppt

1、2024/3/27,1,第四章 預(yù)應(yīng)力混凝土工程,本章教學(xué)要求：              1. 了解預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn)；2. 了解預(yù)應(yīng)力混凝土的適用性；3. 熟悉預(yù)應(yīng)力鋼筋的基本形式；4. 了解預(yù)應(yīng)力構(gòu)件(結(jié)構(gòu))的混凝土和預(yù)應(yīng)力施工方法。,2024/3/27,2,第一節(jié) 概述預(yù)應(yīng)力混凝土解決了什

2、么問題?預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),第四章 預(yù)應(yīng)力混凝土工程,2024/3/27,3,一、預(yù)應(yīng)力鋼筋的種類二、對(duì)混凝土的要求在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，一般要求混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C30。當(dāng)采用碳素鋼絲、鋼絞線、Ⅴ級(jí)鋼筋（熱處理）作預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C40。目前，在一些重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，已開始采用C50--C60的高強(qiáng)混凝土，并逐步向更高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土發(fā)展。三、預(yù)應(yīng)力的施加方法預(yù)應(yīng)力的施

3、加方法，根據(jù)與構(gòu)件制作相比較的先后順序分為先張法、后張法兩大類。 按鋼筋的張拉方法又分為機(jī)械張拉和電熱張拉，后張法中因施工工藝的不同，又可分為一般后張法、后張自錨法、無粘結(jié)后張法、電熱法等。,第四章 預(yù)應(yīng)力混凝土工程,2024/3/27,4,第二節(jié) 先張法本節(jié)教學(xué)要求：              1

4、. 熟悉先張法施工過程；2. 了解先張法施工設(shè)備(臺(tái)座、張拉機(jī)具和夾具)；3. 掌握夾具自鎖與自錨原理；4. 掌握先張法施工工藝。,第二節(jié) 先張法,2024/3/27,5,,第二節(jié) 先張法,,2024/3/27,6,一、先張法施工設(shè)備（一）臺(tái)座墩式臺(tái)座構(gòu)造,第二節(jié) 先張法,,,2024/3/27,7,用臺(tái)座法生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)，預(yù)應(yīng)力筋錨固在臺(tái)座橫梁上，臺(tái)座承受全部預(yù)應(yīng)力的拉力，故臺(tái)座應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，以

5、避免臺(tái)座變形、傾覆和滑移而引起的預(yù)應(yīng)力的損失。 臺(tái)座由臺(tái)面、橫梁和承力結(jié)構(gòu)等組成。根據(jù)承力結(jié)構(gòu)的不同，臺(tái)座分為墩式臺(tái)座、槽式臺(tái)座、樁式臺(tái)座等。   以混凝土墩作承力結(jié)構(gòu)的臺(tái)座稱墩式臺(tái)座，一般用以生產(chǎn)中小型構(gòu)件。臺(tái)座長度較長，張拉一次可生產(chǎn)多根構(gòu)件，從而減少因鋼筋滑動(dòng)引起的預(yù)應(yīng)力損失。,第二節(jié) 先張法,2024/3/27,8,墩式臺(tái)座的設(shè)計(jì)  設(shè)計(jì)墩式臺(tái)座時(shí)，應(yīng)進(jìn)行臺(tái)座的穩(wěn)定性和強(qiáng)度驗(yàn)算。穩(wěn)定性是指臺(tái)座抗傾

6、覆能力。 抗傾覆驗(yàn)算的計(jì)算簡圖如圖4-7所示，臺(tái)座的抗傾覆穩(wěn)定性按下式計(jì)算：                               

7、;   K0 = M' /M                                 

8、;     (4-1) 式中  K0 —— 臺(tái)座的抗傾覆安全系數(shù)； M —— 由張拉力產(chǎn)生的傾覆力矩，    M=T·e e —— 張拉力合力T的作用點(diǎn)到傾覆轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)0的力臂; M'—— 抗傾覆力矩，如忽略土壓力，  則     M’=G1l1+G2l2,第二節(jié) 先張

9、法,,2024/3/27,9,槽式臺(tái)座   生產(chǎn)吊車梁、屋架、箱梁等預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時(shí)，由于張拉力和傾覆力矩都較大，大多采用槽式臺(tái)座。由于它具有通長的鋼筋混凝土壓桿，可承受較大的張拉力和傾覆力矩，其上加砌磚墻，加蓋后還可進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)（見圖4-8），為方便混凝土運(yùn)輸和蒸汽養(yǎng)護(hù)，槽式臺(tái)座多低于地面。為便于拆遷，臺(tái)座的壓桿亦可分段澆制。設(shè)計(jì)槽式臺(tái)座時(shí)，也應(yīng)進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定性和強(qiáng)度驗(yàn)算。,第二節(jié) 先張法,2024/3/27,10,

10、（二）張拉機(jī)具和夾具鋼絲張拉與鋼筋張拉所用夾具不同。1. 鋼絲的夾具,第二節(jié) 先張法,,,,2024/3/27,11,2. 鋼筋?yuàn)A具 鋼筋錨固多用螺絲端桿錨具、鐓頭錨和銷片夾具等。張拉時(shí)可用連接器與螺絲端桿錨具連接，或用銷片夾具等。 鋼筋鐓頭，直徑22mm以下的鋼筋用對(duì)焊機(jī)熟熱或冷鐓，大直徑鋼筋可用壓模加熱鍛打或成型。鐓過的鋼筋需經(jīng)過冷拉，以檢驗(yàn)鐓頭處的強(qiáng)度。,第二節(jié) 先張法,2024/3/27,12,（三）先張法施工工藝,

11、第二節(jié) 先張法,2024/3/27,13,先張法施工工藝有許多個(gè)流程步驟，但主要可大致分為三個(gè)階段： 張拉預(yù)應(yīng)力筋 澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù) 預(yù)應(yīng)力筋放張。 制作預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的關(guān)鍵是建立預(yù)應(yīng)力。如何做呢？？,第二節(jié) 先張法,,,2024/3/27,14,第二節(jié) 先張法,預(yù)應(yīng)力筋的張拉程序可采用兩種不同方式： 持荷2分鐘第一種張拉程序： 0

12、 1.05 σcon σcon 第二種張拉程序： 0 1.03σcon 其中，σcon是預(yù)應(yīng)力筋設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力。,在第一種張拉程序中，超張拉5％并持荷2 Min，其目的是加速鋼筋松弛早期發(fā)展，以減少應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失(約減少50％)； 第二種張拉程序，超張拉3％是為了彌補(bǔ)應(yīng)力松弛所引起的應(yīng)力損失。,2024/3/27,15,最大張拉應(yīng)力的控制   張

13、拉時(shí)的控制應(yīng)力按設(shè)計(jì)規(guī)定。控制應(yīng)力的數(shù)值影響預(yù)應(yīng)力的效果?？刂茟?yīng)力高，建立的預(yù)應(yīng)力值則大。但控制應(yīng)力過高，預(yù)應(yīng)力筋處于高應(yīng)力狀態(tài)，使構(gòu)件出現(xiàn)裂縫的荷載與破壞荷載接近，破壞前無明顯的預(yù)兆，這是不允許的。此外，施工中為減少由于松弛等原因造成的預(yù)應(yīng)力損失，一般要進(jìn)行超張拉，如果原定的控制應(yīng)力過高，再加上超張拉就可能使鋼筋的應(yīng)力超過流限。為此，最大超張拉應(yīng)力不得超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50010-2002的規(guī)定。,第二節(jié)

14、先張法,2024/3/27,16,第三節(jié) 后張法教學(xué)要求：              1. 熟悉后張法的施工過程；2. 熟悉后張法施工機(jī)具設(shè)備（錨具，張拉機(jī)械）；3. 掌握后張法的張拉機(jī)械、錨具與預(yù)應(yīng)力筋的配套使用；4. 掌握單根粗鋼筋的下料。,第三節(jié)

15、后張法,2024/3/27,17,第三節(jié) 后張法,,2024/3/27,18,一、預(yù)應(yīng)力鋼筋、錨具和張拉機(jī)具 在后張法中，預(yù)應(yīng)力筋、錨具和張拉機(jī)具是配套的。目前，后張法中常用的預(yù)應(yīng)力筋有單根粗鋼筋、鋼筋束(或鋼絞線束)和鋼絲束三類。錨具按錨固性能分為兩類：I類錨具：適用于受動(dòng)、靜荷載的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；II 類錨具：僅適用于有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，且錨具處于預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力變化不大的部位。,第三節(jié) 后張法,2024/3/27,1

16、9,I類錨具組裝件，除必須滿足靜載錨固性能外，尚須滿足循環(huán)次數(shù)為200萬次的疲勞性能試驗(yàn)。如用在抗震結(jié)構(gòu)中，還應(yīng)滿足循環(huán)次數(shù)為50次的周期荷載試驗(yàn)。除上述者外，錨具尚應(yīng)具有下列性能：1. 在預(yù)應(yīng)力錨具組裝件達(dá)到實(shí)測(cè)極限拉力時(shí)，除錨具設(shè)計(jì)允許的現(xiàn)象外，全部零件均不得出現(xiàn)肉眼可見的裂縫或破壞；2. 除能滿足分級(jí)張拉及補(bǔ)張拉工藝外，宜具有能放松預(yù)應(yīng)力筋的性能；3. 錨具或其附件上宜設(shè)置灌漿孔道，灌漿孔道應(yīng)有使?jié){液暢通的截面面積。錨具

17、的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收同先張法中的夾具。,第三節(jié) 后張法,2024/3/27,20,（一）單根粗鋼筋錨具的種類很多，不同類型的預(yù)應(yīng)力筋所配用的錨具不同，1.錨具 1）螺絲端桿錨具由螺絲端桿、螺母和墊板三部分組成。型號(hào)有LMl8-LM36，適用于直徑18～36mm的Ⅱ，Ⅲ級(jí)預(yù)應(yīng)力鋼筋，如圖4-19所示。錨具長度一般為320mm，當(dāng)為一端張拉或預(yù)應(yīng)力筋的長度較長時(shí)，螺桿的長度應(yīng)增加30～50mm。螺絲端桿與預(yù)應(yīng)力筋用對(duì)焊連接，焊接應(yīng)在預(yù)應(yīng)力

18、筋冷拉之前進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力筋冷拉時(shí)，螺母置于端桿頂部，拉力應(yīng)由螺母傳遞至螺絲端桿和預(yù)應(yīng)力筋上。,第三節(jié) 后張法,2024/3/27,21,,,2024/3/27,22,2） 幫條錨具幫條錨具由幫條和襯板組成。幫條采用與預(yù)應(yīng)力筋同級(jí)別的鋼筋，襯板采用普通低碳鋼的鋼板。幫條錨具的三根幫條應(yīng)成120º均勻布置，并垂直于襯板與預(yù)應(yīng)力筋焊接牢固，如圖4-20。幫條焊接亦宜在鋼筋冷拉前進(jìn)行，焊接時(shí)需防止燒傷預(yù)應(yīng)力筋。,第三節(jié) 后張法,,

19、2024/3/27,23,3）鐓頭錨具用于單根粗鋼筋的鐓頭錨具一般直接在預(yù)應(yīng)力筋端部熱鐓、冷鐓或鍛打成型。鐓頭錨具也適用于錨固任意根數(shù)Φ 5與Φ 7鋼絲束。,第三節(jié) 后張法,,,,2024/3/27,24,2、預(yù)應(yīng)力鋼筋的制作根據(jù)構(gòu)件的長度和張拉工藝的要求，單根預(yù)應(yīng)力鋼筋可在一端或兩端張拉。一般張拉端均采用螺絲端桿錨具；而固定端除了采用螺絲端桿錨具外，還可采用幫條錨具或鐓頭錨具。單根粗鋼筋預(yù)應(yīng)力筋的制作，包括配料、對(duì)焊、冷拉等

20、工序。單根粗鋼筋的下料長度計(jì)算時(shí)要考慮錨具種類、對(duì)焊接頭或鐓粗頭的壓縮量、張拉伸長值、冷拉的冷拉率和彈性回縮率、構(gòu)件長度等因素。 螺絲端桿外露在構(gòu)件孔道外的長度，根據(jù)墊板厚度、螺母高度和拉伸機(jī)與螺絲端桿連接所需長度確定，一般為120～150mm。固定端用幫條錨具和鐓頭錨具時(shí)，其長度視錨具尺寸而定。,第三節(jié) 后張法,2024/3/27,25,預(yù)應(yīng)力鋼筋下料長度的計(jì)算有以下兩種情況：兩端采用螺絲端桿錨具的預(yù)應(yīng)力筋及一端用螺絲端桿另

21、一端用幫條錨具。預(yù)應(yīng)力筋鋼筋部分的成品長度為L0（圖4-21），預(yù)應(yīng)力筋鋼筋部分的下料長度為：,第三節(jié) 后張法,,2024/3/27,26,兩端采用螺絲端桿錨具鋼筋下料長度：,第三節(jié) 后張法,一端采用螺絲端桿，一端綁條錨具鋼筋下料長度：,兩種情況的計(jì)算公式是一樣的，但Lo的尺寸不同。,2024/3/27,27,3、張拉機(jī)具（拉桿式千斤頂）,,第三節(jié) 后張法,2024/3/27,28,（二）預(yù)應(yīng)力鋼筋束和鋼絞線束1、錨具和張拉機(jī)

22、具JM12錨具JMl2型錨具是一種利用楔塊原理錨固多根預(yù)應(yīng)力筋的錨具，它既可作為張拉端的錨具，又可作為固定端的錨具或作為重復(fù)使用的工具錨。JMl2型錨具性能好，錨固時(shí)鋼筋束或鋼絞線束被單根夾緊，不受直徑誤差的影響，且預(yù)應(yīng)力筋是在呈直線狀態(tài)下被張拉和錨固，受力性能好。為降低錨具成本，還有精鑄JM12型錨具。,第三節(jié) 后張法,,2024/3/27,29,KT-Z型錨具是一種可鍛鑄鐵錐形錨具。 XM型錨具這是一種新型錨具，由錨

23、板與三片夾片組成，如圖4-26所示。它既適用于錨固鋼絞線束，又適用于錨固鋼絲束；既可錨固單根預(yù)應(yīng)力筋，又可錨固多根預(yù)應(yīng)力筋，適用于錨固3～37Φ15鋼絞線束或3～12根Φ5鋼絲束。當(dāng)用于錨固多根預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，既可單根張拉、逐根錨固，又可成組張拉，成組錨固。另外,它還既可用作工作錨具，又可用作工具錨具。近年來隨著預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的發(fā)展，XM型錨具已得到廣泛應(yīng)用。實(shí)踐證明，XM型錨具具有通用性強(qiáng)、性能可靠、施工方便、便于

24、高空作業(yè)的特點(diǎn)。,第三節(jié) 后張法,,2024/3/27,30,QM 型錨具適用于錨固4～31Φj12.7鋼絞線或3～19根Φj15鋼絞線。該錨具由錨板與夾片組成，如圖4-27。QM型錨固體系配有專門的工具錨，以保證每次張拉后退鍥方便，并減少安裝工具錨所花費(fèi)的時(shí)間。,第三節(jié) 后張法,,,2024/3/27,31,張拉機(jī)具,第三節(jié) 后張法,,圖4-33  JM12型錨具和YC-60型千斤頂?shù)陌惭b示意圖1—工作錨；2—Y

25、C-60型千斤頂；3—工具錨；4—預(yù)應(yīng)力筋束,,2024/3/27,32,,圖4-35  錐錨式千斤頂1—張拉油缸；2—頂壓油缸(張拉活塞)；3—頂壓活塞；4-彈簧； 5—預(yù)應(yīng)力筋；6—楔塊；7—對(duì)中套；8—錨塞；9—錨環(huán)；10—構(gòu)件,2024/3/27,33,2、預(yù)應(yīng)力筋制作鋼筋束、熱處理鋼筋和鋼絞線是成盤狀供應(yīng)，長度較長，不需要對(duì)焊接長。其制作工序是：開盤→下料→編束。下料時(shí)，宜采用切斷機(jī)或砂輪鋸切機(jī)，不得采用電弧

26、切割。鋼絞線在切斷前，在切口兩側(cè)各50mm處，應(yīng)用鉛絲綁扎，以免鋼絞線松散。編束是將鋼絞線理順后，用鉛絲每隔1.0m左右綁扎成束，在穿筋時(shí)應(yīng)注意防止扭結(jié)。預(yù)應(yīng)力筋的下料長度，主要與張拉設(shè)備和選用的錨具有關(guān)。一般為孔道長度加上錨具與張拉設(shè)備的長度，并考慮100mm左右的預(yù)應(yīng)力筋在張拉設(shè)備端部外露長度。,第三節(jié) 后張法,2024/3/27,34,（1）當(dāng)采用夾片式錨具（JM、XM）、用穿心式千斤頂張拉時(shí)：兩端張拉：一端張拉：,

27、第三節(jié) 后張法,,2024/3/27,35,（2）當(dāng)采用KT-Z型錨具、錐錨式雙作用千斤頂時(shí)：兩端張拉：一端張拉：,第三節(jié) 后張法,注意符號(hào)的不同含義,2024/3/27,36,二、后張法施工工藝1、埋管制孔2、預(yù)應(yīng)力筋張拉3、孔道灌漿,第三節(jié) 后張法,,2024/3/27,37,,,,后張法施工工藝,2024/3/27,38,后張法預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)應(yīng)注意的問題：1、對(duì)配有多根預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)件，不能同時(shí)張拉，而需分批