预应力混凝土结构的材料-混凝土结构设计计算

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：1)混凝土预应力混凝土结构构件所用的混凝土，需满足下列要求：①强度高。因此，《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C30。为了避免预应力混凝土构件发生脆性破坏，要求预应力钢筋在拉断前，具有一定的伸长率。我国目前用于预应力混凝土构件中的预应力钢材主要有钢绞线、钢丝、热处理钢筋三大类。钢绞线的极限抗拉强度标准值可达1860 N/mm2，在后张法预应力混凝土中采用较多。

1)混凝土

预应力混凝土结构构件所用的混凝土，需满足下列要求：

①强度高。与钢筋混凝土不同，预应力混凝土必须采用强度高的混凝土。因为强度高的混凝土对采用先张法的构件可提高钢筋与混凝土之间的黏结力；对采用后张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力。

②收缩、徐变小。这样可以减少因收缩、徐变引起的预应力损失。

③快硬、早强。这样可以尽早施加预应力，加快台座、锚具、夹具的周转率，以加速施工进度。

因此，《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C30。采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋的构件，特别是大跨度结构，混凝土强度等级不宜低于C40。

2)钢材

预应力混凝土的构件所用的钢筋(或钢丝)，需满足下列要求：

①强度高。混凝土预压力的大小，取决于预应力钢筋张拉应力的大小。考虑到构件在制作过程中会出现各种应力损失，因此需要采用较高的张拉应力，这就要求预应力钢筋具有较高的抗拉强度。

②具有一定的塑性。为了避免预应力混凝土构件发生脆性破坏，要求预应力钢筋在拉断前，具有一定的伸长率。当构件处于低温或受冲击荷载作用时，更应注意对钢筋塑性和抗冲击韧性的要求。一般要求极限伸长率大于4%。

③良好的加工性能。要求有良好的可焊性，同时要求钢筋“镦粗”后并不影响其原来的物理力学性能。

④与混凝土之间能较好地黏结。对于采用先张法的构件，当采用高强度钢丝时，其表面经过“刻痕”或“压波”等措施进行处理。

我国目前用于预应力混凝土构件中的预应力钢材主要有钢绞线、钢丝、热处理钢筋三大类。

(1)钢绞线

常用的钢绞线由直径5～6 mm高强度钢丝捻制而成。用3根钢丝捻制的钢绞线，其结构为1×3，公称直径有8.6 mm、10.8 mm、12.9 mm。用7根钢丝捻制的钢绞线，其结构为1×7，公称直径为9.5～15.2 mm。钢绞线的极限抗拉强度标准值可达1860 N/mm2，在后张法预应力混凝土中采用较多。

钢绞线经最终热处理后以盘或卷供应，每盘钢绞线应由一整根组成。如无特殊要求，每盘钢绞线长度不小于200 m。成品的钢绞线表面不得带有润滑剂、油渍等，以免降低钢绞线与混凝土之间的黏结力。钢绞线表面允许有轻微的浮锈，但不得锈蚀成目视可见的麻坑。

　　(2)钢丝

预应力混凝土用钢丝可分为冷拉钢丝与消除应力钢丝两种。按外形分有光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝；按应力松弛性能分有普通松弛(即Ⅰ级松弛)及低松弛(即Ⅱ级松弛)两种。钢丝的公称直径为3～9 mm，其极限抗拉强度标准值可达1770 N/mm2。要求钢丝表面不得有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污。

(3)热处理钢筋

热处理钢筋是用热轧螺纹钢筋经淬火和回火调质热处理而成。热处理钢筋按其螺纹外形可分为有纵肋和无纵肋两种。钢筋经热处理后应卷成盘，每盘钢筋由一整根钢筋组成，其公称直径为6～10 mm，极限抗拉强度标准值可达1470 N/mm2。

热处理钢筋表面不得有肉眼可见的裂纹、结疤、折叠。钢筋表面允许有凸块，但不得超过横肋的高度，钢筋表面不得沾有油污，端部应切割正直。在制作过程中，除端部外，应使钢筋不受切割火花或其他方式造成的局部加热影响。

张拉预应力钢筋一般采用液压千斤顶，但应注意每种锚具都有各种适用的千斤顶，可根据锚具或千斤顶厂家的说明书选用。

预应力混凝土结构的材料-混凝土结构设计计算

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