第5章预应力混凝土工程.pptx

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1、5按施工方法分：全预应力、部分预应力预制、现浇、组合预应力砼预应力砼材料：预应力钢筋：精轧级钢筋，钢绞线、高强钢丝、热处理钢筋。预应力砼：C30预应力夹具和锚具：夹具：是张拉并临时固定在台座上保持预应力筋张拉的工具。预应力张拉机械：电动张拉机、液压张拉机4按施加预应力大小的程度分：锚具：是张拉并永久固定在预应力砼结构上传递预应力的工具。支承式时锚（夹）具、楔紧式锚（夹）具第1页/共59页5.2 先张法施工先张法：是在浇筑砼前张拉预应力筋并将预应力筋临时固定 在台座或钢模上，然后浇筑砼，待砼达到一定强度 后放松预应力筋，借助砼与预应力筋的粘结，使砼 产生预压应力。台座：墩式、槽式夹具：张拉端、锚

2、固端施工工艺：台座准备 刷隔离剂 铺放预应力筋 张拉 安侧模绑横向筋 浇砼 养护 放松预应力筋 脱模第2页/共59页夹具横梁台座预应力筋台面A、张拉预应力筋混凝土构件B、浇筑混凝土构件C、放张施加预应力第3页/共59页1镦式台座：具有足够的承载力、刚度和稳定性。稳定性验算：抗倾覆 K1=M1/M1.5 抗滑移 K2=T1/T1.32张拉夹具：偏心式、压销式锚固夹具：圆锥齿板式、圆套筒三片式、镦头锚具锚具的锚固性能按使用要求分：类锚具：适用于承受动载、静载的预应力砼结构；类锚具：仅适用于有粘结预应力砼结构中预应力筋应力变 化不大的部位。锚具效率系数a：指预应力筋与锚具组装件的实际拉断力 与预应力

3、筋的理论拉断力之比。它表示 锚具的静载锚固性能。类a0.95；类a0.90第4页/共59页锥销夹具圆套筒三片式夹具方套筒二片式夹具圆套筒二片式夹具第5页/共59页固定端镦头夹具单根镦头钢筋螺杆夹具第6页/共59页最大张拉控制应力允许值钢筋种类钢筋种类张拉控制应力限值张拉控制应力限值超张拉最大张超张拉最大张拉控制应力拉控制应力先张法先张法后张法后张法消除应力钢丝、钢绞线消除应力钢丝、钢绞线0.75fptkptk0.75fptkptk0.80fptkptk热处理钢筋热处理钢筋0.70fptkptk0.65fptkptk0.75fptkptk精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋0.90fpykpyk0.85fp

4、ykpyk0.95fpykpyk张拉程序：超张拉法：0 1.05con（持荷2min）con超张拉：就是指张拉应力超过规范规定的控制应力值。3预应力筋张拉：张拉控制应力的确定：目的：为了减少应力松弛损失。持荷2min：钢材在常温、高应力下由于塑性变形而使应力随时间的延续而 降低。可减少50%以上的松弛应力损失。适用：粗钢筋是指预应力筋由初始应力达到控制应力的加载过程和方法。第7页/共59页张拉力：4砼浇筑、养护:一次张拉法：0 1.03con适用：钢丝预应力值校核：6%用伸长值校核混凝土一次浇完，混凝土C30。防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比0.5，级配良好，振捣密实（特别是端部

5、）。防止碰撞、踩踏钢丝。减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，(开始温差20，达10MPa后按正常速度升温）。第8页/共59页条件：混凝土达到设计规定且75%强度值后。5预应力筋放张：要点：方法：轴心受压构件同时放；偏心受压构件先同时放预压应力小的区域的，再同时放大的区域的；其它构件，应分阶段、对称、相互交错放张。粗钢筋放张应缓慢（砂箱法、楔块法、千斤顶）。锯断，剪断，熔断（仅限于级冷拉筋）。放张顺序：第9页/共59页5.3 后张法施工后张法：是在浇筑砼构件时，在放置预应力筋的位置处预留孔 道，待砼达到一定强度（75%），将预应力筋穿入 孔道中并进行张拉，然后用锚具将预应力筋锚固在构

6、 件上，最后进行孔道灌浆。将预应力筋承受的张拉力 通过锚具传递给砼构件，使砼产生预压应力。预应力筋的种类：单根粗钢筋：1240mm，HRB335、HRB400、RRB400级钢筋钢筋束（钢绞线束）：直径12mm，36根钢丝束：由10余根或几十根钢丝组成一束适用于：大构件及结构的现场施工预制拼装，结构张拉。特点：不需台座；但工序多、工艺复杂，锚具不能重复利用。第10页/共59页第11页/共59页预应力筋种类预应力筋种类张拉端锚具张拉端锚具张拉机械张拉机械固定端锚具固定端锚具单根粗钢筋单根粗钢筋螺丝端杆锚具螺丝端杆锚具LMLM拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶绑条锚具绑条锚具镦头锚具镦头锚具螺丝端杆锚具螺丝

7、端杆锚具钢筋束钢筋束（钢绞线束）（钢绞线束）JM-12型型YC-60型千斤顶型千斤顶镦头锚具镦头锚具KT-Z型型锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶钢丝束钢丝束锥形螺杆锚具锥形螺杆锚具拉杆式千斤顶拉杆式千斤顶DM5BDM5B型镦头锚具型镦头锚具DM5ADM5A型镦头锚具型镦头锚具钢质锥形锚具钢质锥形锚具锥锚式千斤顶锥锚式千斤顶自锁：指锚具锚固时，将锚塞（或夹片）顶压塞紧在锚环内而不致自行回 弹脱出的能力。锚具和张拉机械：自锚：指锚具锚固后，使预应力筋在拉力作用下回缩时能带动锚塞（或夹 片）在锚环中自动楔紧而达到可靠锚固预应力筋的能力。第12页/共59页螺丝端杆锚具第13页/共59页帮条锚具第14页/共59

8、页JM12型锚具锥形螺杆锚具钢质锥形锚具镦头锚具第15页/共59页第16页/共59页预应力筋制作：1单根粗钢筋：式中：l构件孔道长度，mm；工序：配料、对焊、张拉下料长度：当两端用螺丝端杆锚具时：l1螺丝端杆长度，mm；（320mm、370mm）l2螺丝端杆外露长度，mm；（120mm150mm）n焊接接头个数；d预应力筋直径；伸长率；1回弹率。第17页/共59页当一端用螺丝端杆锚具、一端用绑条锚具时:当一端用螺丝端杆锚具、一端用镦头锚具时:第18页/共59页【解】两端用螺丝端杆锚具锚固时：【示例】21m预应力屋架的孔道长为20.80m，预应力筋为冷拉HRB400钢筋，直径为22mm，每根长度

9、为8m，实测冷拉率=4%，弹性回缩率1=0.4%，张拉应力为0.85fpyk。螺丝端杆长为320mm，螺丝端杆外露长度为120mm，帮条长为50mm，垫板厚为15mm。计算：两端用螺丝端杆锚具锚固时预应力筋的下料长度?一端用螺丝端杆，另一端为帮条锚具时预应力筋的下料长度?预应力筋的张拉力为多少?（张拉控制程序：0 1.03con）（fpyk=500N/mm2）第19页/共59页一端用螺丝端杆，另一端为帮条锚具时：预应力筋的张拉力：第20页/共59页2钢筋束（钢绞线束）制作：3钢丝束制作：工序：张拉、下料、编束编束：为了保证穿入构件孔道中的预应力筋束不发生扭结。下料长度：两端张拉：一端张拉：a张

10、拉端留；a=850mmb固定端留量；b=80mm工序：调直、应力下料、编束、安装锚具下料原则：必须等长下料下料方法：应力下料法300MPa钢管限位法下料长度：用钢质锥形锚具时，同钢筋束；用锥形螺杆锚具时P242第21页/共59页 施工工艺：P244安装底模绑扎钢筋、安侧模埋管、预留孔道浇砼抽管养护、拆模穿预应力筋张拉孔道灌浆起吊运输1孔道留设：钢管抽心法、胶管抽心法、预埋（波纹）管法抽管：先上后下、先曲后直2预应力筋张拉：一般规定：75%张拉控制应力：第22页/共59页张拉方法：L 24m，两端张拉。同一截面有多根筋时，张拉端宜分别设置。张拉程序：张拉顺序：0 1.05con（持荷2min）c

11、on0 1.03con对称张拉；尽量减少张拉机械的移动次数。目的：使砼不产生超应力，构件不扭转、侧弯，结构不变位。影响增加值：第23页/共59页当分两批对称张拉时：第二批预应力筋的张拉力FN2:第一批预应力筋的张拉力FN1:3孔道灌浆：材料要求：水泥：42.5 MPa；水泥浆或水泥砂浆：20MPa 水灰比：0.4左右；掺入木质磺酸钙或其他减水剂。目的：防止预应力锈蚀，增加结构的整体性和耐久性。吊装运输：15MPa灌浆顺序：先下后上叠浇构件：自上而下逐层张拉，逐层加大拉应力，但顶底相差 5%（钢丝、钢绞线、热处理筋）第24页/共59页 框架梁预应力钢筋框架梁预应力钢筋第25页/共59页无粘结预应

12、力技术：无粘结筋、涂料层、外包层无粘结筋：74或75钢绞线2无粘结预应筋的制作：挤压涂层工艺、涂包成型工艺1无粘结预应力筋的组成：涂料层：防腐油脂或防腐沥青作用：隔离、减少摩擦损失、防止锈蚀外包层：塑料带或塑料管作用：防止发生不可修复的破坏（运输、储存、铺设、浇筑）特点：无需留孔与灌浆，施工简单；张拉摩阻力小，预应力筋受力 均匀；可做成多跨曲线状；锚固要求高。第26页/共59页第27页/共59页第28页/共59页3锚具：单孔夹片式锚具XM型夹片式锚具挤压锚具（a）泡沫穴模（b）塑料穴模无粘结筋张拉端凹口作法第29页/共59页第30页/共59页第31页/共59页第32页/共59页第33页/共59

13、页 无粘结预应力梁无粘结预应力梁 第34页/共59页第35页/共59页第36页/共59页1243（a）挤压锚具固定端2315（b）镦头锚具固定端5镦头锚具4挤压锚具固定端锚具：第37页/共59页第38页/共59页第39页/共59页4无粘结预应力施工：铺设：张拉：无粘结预应力混凝土楼盖结构的张拉顺序，宜先张拉楼板，后张拉楼面 梁。板中的无粘结筋，可依次张拉。梁中的无粘结筋宜对称张拉。无粘结曲线预应力筋的长度超过35m时，宜采取两端张拉。当筋长超过70m时，宜采取分段张拉。无粘结预应力筋张拉伸长值校核与有粘结预应力筋相同。悬垂曲线、铺设顺序端部锚头处理：第40页/共59页张拉端凹入式构造张拉端突出

14、式构造66混凝土圈梁第41页/共59页第42页/共59页第43页/共59页第44页/共59页总结预应力砼工程先张法后张法施工工艺超张拉张拉程序施工工艺锚具、机械无粘结工艺下料长度第45页/共59页复习思考5.1先张法与后张法的最大控制张拉应力如何确定？5.2什么叫超张拉？为什么要超张拉并持荷2min？采用超张拉 时为什么要规定最大限值？5.3预应力钢筋的张拉与钢筋的冷拉有何本质区别？5.4预应力锚具分为哪两类？锚具的效率系数的含义是什么？5.5什么是锚具的自锁与自锚？如何评价锚具锚固的可靠性？5.6分批张拉预应力筋时，如何弥补混凝土弹性压缩应力损失？5.7为什么要进行孔道灌浆？怎样进行孔道灌浆

15、？5.8无粘结预应力的施工工艺如何？其锚头端部应如何处理？5.9先张法与后张法的施工工艺。5.10后张法施工分批对称张拉，后批预应力筋张拉时，对前批 张拉并锚固好的预应力筋应力筋的影响？第46页/共59页名词解释：1自锚：2自锁：3锚具的效率系数：4超张法：5预应力筋张拉控制应力：6钢丝束应力下料法：第47页/共59页1DM5型锚具用于锚固的预应力筋是（）。A单根粗钢筋 钢筋束 钢丝束 钢绞线束2预应力筋张拉时，应校核其伸长值，当实际伸长值比计算伸长值（），则 应暂停张拉，查明原因并采取措施后方可继续张拉。大于10%小于5%大于10%或小于5%大于5%3预留孔道时的抽管顺序应（）。先下后上、先

16、直后曲 先下后上、先曲后直 先上后下、先直后曲 先上后下、先曲后直4锚固钢绞线的较为可靠的锚具应为（）。DM5型镦头锚具 JM12型夹片锚具 XM型多孔夹片锚具 挤压锚具练习选择题：CCBC第48页/共59页5孔道较长的构件进行后张法施工，一般在两端张拉，其目的是（）。防止构件开裂 提高控制精度 减少伸长值检测误差 减少孔道摩擦损失6预应力筋张拉时，应使钢筋中的应力（）。小于屈服强度 大于张拉前钢筋的屈服强度 等于张拉前钢筋的屈服强度 接近抗拉强度7有6根直径为12mm的冷拉光圆钢筋组成的预应力钢筋束应用（）。螺丝端杆锚具 绑条锚具 镦头锚具 JM12-6锚具 8预应力钢筋张拉程序中的持荷2m

17、in的作用是（）。降低钢筋的塑性变形 提高钢筋的强度 减少钢筋预应力损失 保证张拉施工安全9某构件采用机械张拉后张法施工，孔道长度为29.8m，预应力筋为单根粗 钢筋，每根长8米，两端均用螺丝端杆锚具，则对焊接头数量为（）个。3 4 5 6练习DADCC第49页/共59页1台座应具有足够的强度、刚度和稳定性。稳定性验算包括（）验算和（）验算两个方面。2后张法留设孔道的抽管时间应待混凝土（）后，（）前进行。3后张法留设孔道的常用方法有：（）、（）和（）三种。4用预埋波纹管留设孔道时，对（）预应力筋，应采用两端张拉，这是为了（）。5用单根粗钢筋作为预应力筋，固定端宜用锚具为（），张拉端宜用（）锚具

18、。6先张法预应力混凝土施工中，依靠（）来传递预应力。7后张法施工中，预应力是依靠（）传递的。8先张法施工配筋多的构件，预应力筋放张应（）。抗滑移抗倾覆初凝终凝钢管抽芯法胶管抽芯法预埋管法减少孔道摩擦损失绑条锚具螺丝端杆预应力筋与混凝土间的粘结力锚具同时放张曲线预应力筋和长度大于30m的直线填空题：练习第50页/共59页填空题：9先张法施工，粗钢筋放张应缓慢进行，常采用的方法有（）、（）、（）。10先张法预应力钢筋张拉程序可采用（）或（）两种，持荷2分钟是为了（）。11预应力筋的张拉方法有：（）、（）。12设计钢质锥形锚具时，必须使锚具本身满足（）和（）的条件。13无粘结预应力筋的生产工艺有：（

19、）和（）。14后张法预应力钢丝束的下料方法有（）和（）。练习超张拉法一次张拉法自锚自锁0 1.05con（持荷2min）con0 1.03con减少预应力损失砂箱法千斤顶楔块法挤压涂层工艺涂包成型工艺应力下料法钢管限位法第51页/共59页计算题：1某18m跨预应力屋架下弦孔道长度17.8m，设置直径25mm的 冷拉HRB335预应力钢筋（冷拉率4.0%，弹性回缩率0.4%）;采用一端张拉，张拉端采用长320mm的LM25螺丝端杆锚具，外伸120mm，固定端采用总长70mm的帮条锚具；现场钢筋 每根长6m，张拉程序为0 1.03con（con取0.90fpyk）。试计算：钢筋的下料长度；预应力筋

20、张拉时的最大张拉力；（fpyk=450N/mm2）冷拉和张拉时的计算伸长值。练习第52页/共59页【解】钢筋的下料长度：预应力筋张拉时的最大张拉力：冷拉和张拉时的计算伸长值：冷拉：张拉：练习第53页/共59页2预应力砼屋架，采用机械张拉后张法施工，孔道长29.80m，预应力筋为直径20mm的冷拉25MnSi，长度8m。试选择张拉机械；计算预应力筋的下料长度和预应力筋张拉力。【解】练习因孔道长度24米，采用两端同时张拉的方法，锚具为螺丝端杆锚具，张拉机械为拉杆式千斤顶。下料长度：张拉力：第54页/共59页324m预应力屋架下弦，有四根预应力筋，HRB400直径20mm,沿对角线分二批张拉，第二批

21、钢筋张拉时对第一批钢筋所造成 的预应力损失Ec=12MPa。求：第一、二批的钢筋张拉力？（张拉程序为0 1.03con）练习【解】第55页/共59页4某构件长度为16m，预应力筋为4 15.24mm的钢绞线，抗 拉强度标准值为fptk=1860MPa，单预应力钢筋的截面面积为 140.00mm2，Ep=1.95105MPa，控制张拉应力为0.6fptk，张 拉程序为01.03 ，初应力为0.1 ，采用逐根张拉方法。油泵的理论张拉力为237.5KN，千斤顶油缸活塞面积为 3769.9mm2，实测PF关系曲线如图，要求计算最后一根钢筋 初张拉与安装张拉时：钢筋的张拉力分别为多少？油压表的读数分别为多少？上述张拉时钢筋的伸长值 各为多少？F(KN)P(MPa)50188.5181.31.理论曲线2.校核曲线第56页/共59页【解】因为是最后一根钢筋张拉，故不须考虑分批张拉引起的预应力损失。因构件长16米，可采用一端张拉方法。初张拉时：钢筋的张拉力：油压表的读数：张拉时钢筋的伸长值：第57页/共59页安装张拉时：钢筋的张拉力：油压表的读数：张拉时钢筋的伸长值：第58页/共59页感谢您的观看！第59页/共59页