构件在使用阶段由外荷载产生的拉应力首先要抵消预压应力,延缓了混凝土裂缝的出现,也限制了裂缝的发展,从而提高了构件的抗裂能力和刚度。
施加预应力的方法是:受拉区的预应力钢筋通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力或锚杆,将预应力钢筋的弹性收缩力传递给混凝土构件,并产生预压应力。
1、预应力钢筋的种类
1.冷拔低碳钢丝
它采用直径6-10mm的一级钢筋(R235),在室温下通过拉丝模冷拔而成,一般拉至3-5mm。
优点:屈服强度显着提高,但塑性降低,适用于小型构件的预应力筋。
2、冷拔钢筋
它是由II至III级热轧钢筋(RL335、RL400)在室温下张拉至超过屈服点的一定应力,使其产生一定的塑性变形,然后卸荷,然后进行时效处理而制成。
冷拔钢筋的弹性模量降低,而屈服强度和硬度提高,因此可以直接用作预应力钢筋。
3、碳钢丝(去应力钢丝)
碳钢丝是由高碳钢棒材经淬火、酸洗、拉拔而成。仍需矫正和锤炼。
用作先张拉预应力筋时,钢丝表面需刻划,以保证高壁钢丝与混凝土的可靠粘结。
4、钢绞线
柔软且易于施工,但价格较贵。
常用的是:高强度、低松弛钢绞线,标准抗压强度为1860MPa。
5、热处理钢筋
普通热轧中碳合金钢经调质热处理而成。具有高强度、高韧性、高附着力等优点。
2、混凝土要求
预应力混凝土结构中,混凝土强度等级不应低于C30;
当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋时,混凝土强度等级不应低于C40。
预应力混凝土构件施工过程中,不能添加对钢筋有腐蚀作用的氯盐、氯化钠等。
3、预拉法
预张拉法是在浇筑混凝土前先张拉预应力筋,将预应力筋临时固定在基座或钢模板上,然后浇筑混凝土。当混凝土达到一定强度(70%)并保证预应力筋与混凝土之间有足够的粘结力时,预应力筋松弛,利用预应力筋借助预应力筋与混凝土之间的粘结力在混凝土中产生预应力。预应力筋和混凝土。
先拉法多用于预制构件厂生产定型中小型构件,也常用于生产预应力桥梁倒塌结构等。
(1) 底座
基座承受全部预应力拉力,因此应具有足够的强度、刚度和稳定性。
1. 墩式底座
一般用于生产中小型元件。
2.槽式底座
能承受较大的拉应力和力矩。适用于生产拉力较大的预应力构件,如吊车梁、屋架、箱梁等。
(2)拉伸工具及夹具
1. 夹具
张紧和临时固定的工具可以重复使用。要求:工作方便可靠、结构简单、易于加工。
(1) 张力夹具。将预应力筋连接到张拉机械并在张拉过程中固定预应力筋的工具。
常用的有:偏心夹、销夹、镦夹、卡箍夹等。
(2) 锚固装置。用于将预应力筋临时固定到基座梁上的工具。
常用的有:锥形夹具、楔形夹具、穿芯夹具、镦头钢筋夹具等。
2、张紧设备
(1) 穿心插孔。
(2)绞车。
(3)电动螺丝张紧器。
(3)预应力施工技术
1、预应力筋的张拉
它可以由单根绳子或多根绳子同时张紧。张拉多根拉杆时,应先调整初始应力,使各拉杆的应力一致。
若实际伸长值大于计算伸长值的10%,或小于计算伸长值的5%,应暂停张拉,查明原因并调整后再继续。
2、混凝土浇筑及养护
最大限度地减少混凝土的收缩和徐变,以减少预应力损失。
湿热养护混凝土时,应采用二次升温系统养护混凝土。固化开始时的温差不应大于20。混凝土强度达到10MPa后,应按一般升温制度养护,以减少温差应力损失。
3、预应力筋的松弛
张拉预应力筋时,混凝土强度必须满足设计要求;设计无要求时,不应低于设计混凝土立方体强度标准的70%。
发帖注意事项:
(1)预应力筋应缓慢张拉;
(2)当预应力筋数量较少时,应逐根张拉。数量较多时应同时拉伸,以免构件翘曲、开裂、断筋。
(3)预应力筋应用磨床或切割机切割,不允许进行电弧焊。
4、后张法
制作构件时预留孔位,待混凝土达到规定强度后,张拉预应力筋。
后张法适用于:大型预应力构件、特殊结构及结构的现场制作。也可作为预应力预制构件的组装手段。
(1) 安克雷奇
后张法预应力筋、锚杆、张拉设备配套使用。
锚杆基于预应力值,是确保结构安全的关键。要求锚杆尺寸、形状准确,有足够的强度和刚度,受力后变形小,锚固可靠,不引起预应力筋滑移、断裂。还要求材料易得、易于加工、成本低廉、使用方便。
1、单根厚钢锚栓
张拉端采用螺旋端杆锚栓,固定端采用航向锚栓或杆锚栓。
2.钢腱锚固件
受拉端常采用JM-12型锚,非受拉端采用航向锚。
3、钢丝锚栓
张拉端常采用锥螺纹锚栓和钢锥锚栓,非张拉端则采用镦头锚栓。
(2)张拉设备
1.拉杆千斤顶
适用于用螺旋锚和镦锚对单根粗钢筋、钢筋、钢丝束进行张拉;
2. 穿芯插孔
常用的型号为YC--60,适用于张拉各种预应力筋,是应用最广泛的张拉机。
3. 锥锚式双作用千斤顶
适用于KT-Z型锚栓张拉钢腱、钢绞线;钢丝束,带有钢锥形锚栓作为张紧锚栓。
(3)后张法施工技术
1. 预留隧道
(1)钢管抽芯法;可以留下线性孔。
(2)软管抽芯法;可以留直孔和弯孔。用间距40-50 厘米的钢制井字框架固定
(3)预埋波纹管。用钢质井字架固定,间距不大于80厘米。
2、预应力钢筋的张拉
设计中应规定混凝土的强度。设计无规定时,不应小于设计混凝土立方体抗压强度标准值的70%。
张紧注意事项:
(1)构件长度小于24m的直线预应力筋可在一端张拉,但张拉端宜设置在构件的两端;弯曲预应力筋和构件长度大于24m的预应力筋,两端应同时张拉。也可以先张拉一端,然后在另一端补充预应力值来进行张拉。
(2)对于设有多根预应力筋的构件,应分批对称张拉。
(3)水平敷设、分层叠放的预应力构件;水平放置、层层堆放的构件应先逐层拉伸,再向下拉伸。可逐层增加拉力,以弥补应力损失,但底层的超拉值不宜为拉力的5%(钢丝、钢绞线、热处理钢筋)或比顶层大9%(冷拉II~III级钢筋),并保证底层构件的控制应力值不超过规定限值。
(4)预应力筋张拉时,常采用超张拉来补偿应力损失,但也可能超过规定限度。您可以使用:
先采用相同的张力值,然后复位进行补偿;
预应力分两个阶段建立,即全部预应力拉伸至一定值(如90%),然后再次拉伸至控制应力;
(5)采用应力控制张拉时,应校核预应力筋的伸长值。若实际伸长值比计算伸长值大10%或小于5%时,应暂停张拉,并采取措施予以纠正。只有这样你才能继续紧张。
3、孔灌浆
张拉后应立即进行灌浆,以防止预应力筋腐蚀,同时增加结构的抗裂性和耐久性。
砂浆除了满足强度和粘结力的要求外,还需要有较大的流动性和较小的压缩性和泌水性。
水泥浆宜采用标号不低于42.5的普通硅酸盐水泥配置,水泥浆强度不低于20MPa。
水灰比应控制在0.4-0.45之间,搅拌后3小时泌水率应在20%以内。
灌浆前孔应湿润,灌浆应缓慢注入,不得间断;注浆顺序应先下后上;曲线灌浆时,应从最低点压水泥浆,直至最高点排出空气、浓浆溢出。
相关问答
答: 预应力混凝土工程的关键在于在构件浇筑过程中,提前施加预压力量,提高钢筋强度和抗拉性能,确保工程结构的稳定性和安全性。 这需要工程师根据具体项目情况设计合理的预应力方式,并严格控制施工细节,如钢材品质、混凝土配合比等各项指标,才能保证最终成品的质量和效果。
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答: 掌握预应力混凝土的核心知识点非常重要,它决定了工程的整体设计和施工方案。例如理解预应力筋的设计标准、不同类型预应力的应用特点以及在施加的过程中如何确保压力均匀分布等等,这些都是需要深入学习才能掌握的关键信息。
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答: 预应力混凝土可以极大提高钢筋的抗拉强度,有效增强混凝土构件的承载力和抗裂能力,从而提升工程结构的整体强度和稳定性。同时,这种做法还能减少混凝土的材料用量,降低工程建造成本。
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答: 当然,预应力混凝土施工需要符合严格的技术要求,否则可能导致钢筋脱绑、预应力损失等问题,影响工程质量和使用寿命。因此,整个施工过程都需要认真对待,确保每个细节都符合规范标准的要求。
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