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预应力混凝土的基本原理 、分类与特点在线视频

下一节:施加预应力的方法

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预应力混凝土的基本原理 、分类与特点课程教案、知识点、字幕

同学们

这节课我们来学习

预应力混凝土的基本原理

分类与特点

首先我们来思考为什么使用预应力混凝土

由于混凝土的抗拉性能很差

使钢筋混凝土存在两个无法解决的问题

一是在使用荷载作用下

钢筋混凝土受拉 受弯等构件

通常是带裂缝工作的

二是从保证结构耐久性出发

必须限制裂缝宽度

为了要满足变形和裂缝控制的要求

则需增大构件的截面尺寸和用钢量

这将导致自重过大

使钢筋混凝土结构

用于大跨度或承受动力荷载的结构

成为不可能或很不经济

理论上讲

提高材料强度可以提高构件的承载力

从而达到节省材料和减轻构件自重的目的

但在普通钢筋混凝土构件中

提高钢筋强度却难以收到预期的效果

这是因为

对配置高强度钢筋的钢筋混凝土构件而言

承载力可能已不是控制条件

起控制作用的因素

可能是裂缝宽度或构件的挠度

如当钢筋应力达到

500到1000牛每平方毫米时

裂缝宽度将很大

无法满足使用要求

因而

钢筋混凝土结构中采用高强度钢筋

是不能充分发挥其作用的

而提高混凝土强度等级

对提高构件的抗裂性能

和控制裂缝宽度的作用

也极其有限

混凝土抗拉强度及极限拉应变值都很低

其抗拉强度只有抗压强度的

10分之1到18分之1

极限拉应变仅为0.0001到0.00015

即每米只能拉长0.1到0.15毫米

超过后就会出现裂缝

而钢筋达到屈服强度时的应变却要大得多

约为0.0005到0.0015

对使用上不允许开裂的构件

受拉钢筋的应力只能用到

20到30牛每平方毫米

不能充分利用其强度

对于允许开裂的构件

当受拉钢筋应力达到250牛每平方毫米时

裂缝宽度已达0.2到0.3毫米

因此

预应力混凝土的基本原理就是

为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现

充分利用高强度钢筋及高强度混凝土

可以设法在结构构件承受使用荷载前

预先对受拉区的混凝土施加压力

使它产生预压应力

来减小或抵消

荷载所引起的混凝土拉应力

从而将结构构件的拉应力控制在较小范围

甚至处于受压状态

以推迟混凝土裂缝的出现和开展

从而提高构件的抗裂性能和刚度

预应力混凝土的基本原理如下图所示

A图表示预应力作用后简支梁中的应力分布

下部受压上部受拉

b图表示荷载作用下

简支梁下部受拉上部受压

c图表示的是预应力与荷载

共同作用在简支梁时的应力分布

此时在简支梁下部

由荷载作用的拉应力

需要将预应力产生的压应力完全抵消后

才会在梁下部产生拉应力

这样以来

可以将拉应力控制在较小范围

甚至处于受压状态

接下我们再介绍预应力混凝土的类别

我们根据预加应力值的大小

对构件截面裂缝控制程度的不同

将预应力混凝土分为

全预应力混凝土

和部分预应力混凝土两类

在使用荷载作用下

不允许截面上混凝土出现拉应力的构件

称为全预应力混凝土

属严格要求不出现裂缝的构件

允许出现裂缝

但最大裂缝宽度不超过允许值的构件

称为部分预应力混凝土

属允许出现裂缝的构件

此外

还有一种有限预应力混凝土

一般也认为属于部分预应力混凝土

即在使用荷载作用下

根据荷载效应组合情况

不同程度地保证混凝土构件不开裂的构件

也就是说

在混凝土中建立预应力后

在荷载的标准组合作用下

允许出现不超过

混凝土抗拉强度标准值的拉应力

而在准永久荷载组合作用下

不得出现拉应力的构件

可见

部分预应力混凝土介于

全预应力混凝土和钢筋混凝土两者之间

全预应力混凝土由于对其施加的预应力大

因而具有抗裂性能好

刚度大的特点

常用于对抗裂或抗腐蚀性能要求较高的结构

如贮液罐

吊车梁

核电站安全壳等

但由于施加预应力较大

引起结构反拱过高

会使混凝土在施工阶段产生裂缝

同时构件的开裂荷载与极限荷载较为接近

致使构件延性较差

对结构的抗震不利

部分预应力混凝土

可根据结构或构件的不同使用要求

荷载作用情况及环境条件等

对裂缝进行控制

降低了预应力值

克服了全预应力混凝土的弱点

对于抗裂要求不高的结构或构件

部分预应力混凝土将会得到广泛的应用

最后我们再介绍预应力混凝土的特点

与钢筋混凝土相比

预应力混凝土具有以下特点

1.构件的抗裂性能较好

2.构件的刚度较大

由于预应力混凝土能延迟裂缝的出现和开展

并且受弯构件要产生反拱

因而可以减小受弯构件在荷载作用下的挠度

3.构件的耐久性较好

由于预应力混凝土能使构件不出现裂缝

或减小裂缝宽度

因而可以减少大气或侵蚀性介质

对钢筋的侵蚀

从而延长构件的使用期限

4.工序较多

施工较复杂

且需要张拉设备和锚具等设施

这里需要注意

预应力混凝土不能提高构件的承载能力

也就是说

当截面和材料相同时

预应力混凝土与普通钢筋混凝土

受弯构件的承载能力是相同的

与受拉区钢筋是否施加预应力无关

这节课我们学习了

预应力混凝土的基本原理

分类和特点

希望大家下课复习

理解掌握

这节课就讲到这里

下节课再见

谢谢大家

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绪论 课程介绍

-0.1.1 建筑结构概述

--0.1.1 建筑结构的概念及发展应用

--建筑结构概述作业

第一章 建筑结构计算基本原则

-1.1 作用与作用效应

--1.1.1 荷载分类

--1.1.2 荷载代表值

--作用与作用效应作业

-1.2 建筑结构概率极限状态设计法

--1.2.1 结构设计使用年限与结构的功能要求

--1.2.2 极限状态

--1.2.3 概率极限状态设计法

--极限状态设计法作业

第二章 混凝土结构材料力学性能

-2.1 混凝土结构材料

--2.1.1 钢筋品种、规格与选用

--2.1.2 钢筋的力学性能与设计参数

--2.1.3 混凝土的强度

--2.1.4 混凝土的设计参数与耐久性

--混凝土结构材料作业

-2.2 钢筋与混凝土共同工作

--2.2.1 钢筋与混凝土共同工作的原因

--2.2.2 钢筋的锚固与搭接

--钢筋与混凝土共同工作作业

第三章 钢筋混凝土受弯构件

-3.1 受弯构件的构造要求

--3.1.1 梁板截面形式与尺寸

--3.1.2 梁的配筋

--3.1.3 板的配筋、保护层厚度及截面有效高度

-3.2 受弯构件正截面承载力计算

--3.2.1 单筋梁受弯三阶段

--3.2.2 单筋梁正截面的破坏形态

--3.2.3 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——基本公式与适用条件

--3.2.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——截面设计

--3.2.5 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 ——承载力复核

--3.2.6 T型截面受弯构件正截面承载力计算 ——基本公式及适用条件

-3.3 受弯构件斜截面承载力计算

--3.3.1 受弯构件斜截面受剪破坏形态

--3.3.2 斜截面受剪承载力计算的基本公式与适用条件

--3.3.3 斜截面受剪承载力计算步骤

--3.3.4 保证斜截面受弯承载力的构造措施

-3.4 受弯构件挠度及裂缝宽度验算

--3.4.1 受弯构件挠度验算

--3.4.2 受弯构件裂缝宽度验算

第四章 钢筋混凝土受压构件

-4.1 受压构件构造要求

--4.1.1 构造要求

-4.2 轴心受压构件承载力计算

--4.2.1 轴心受压构件的破坏特征

--4.2.2 普通箍筋柱的正截面承载力计算

-4.3 偏心受压构件承载力计算

--偏心受压构件破坏特征

--对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力计算基本公式

第五章 钢筋混凝土受拉构件

-钢筋混凝土受拉构件受力特点与构造要求

--钢筋混凝土受拉构件受力特点与构造要求

第六章 钢筋混凝土受扭构件

-钢筋混凝土受扭构件受力特点与构造要求

--钢筋混凝土受扭构件受力特点与构造要求

第七章 预应力混凝土构件

-预应力混凝土的基本概念

--预应力混凝土的基本原理 、分类与特点

--施加预应力的方法

-预应力损失

--张拉控制应力与预应力损失

-预应力混凝土构件的构造要求

--预应力混凝土构件的构造要求

第八章 钢筋混凝土梁板结构

-楼盖类型

--楼盖类型

-单向板肋形楼盖

--单向板肋形楼盖

-双向板肋形楼盖

--双向板肋形楼盖

-无梁楼盖

--无梁楼盖

-装配式混凝土楼盖

--装配式混凝土楼盖

第九章 混凝土结构房屋

-框架结构形式、结构布置

--框架结构形式、结构布置

-框架结构受力特点、构造

--框架结构受力特点、构造要求

-剪力墙结构受力特点、构造

--剪力墙结构受力特点、构造

-框架-剪力墙结构受力特点、构造

--框架-剪力墙结构受力特点、构造

-筒体结构体系

--筒体结构体系

-单层厂房结构类型与组成

--单层工业厂房组成与结构类型

-单层厂房结构的主要承重构件

--单层厂房的主要承重构件

预应力混凝土的基本原理 、分类与特点笔记与讨论

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