項目四混凝土結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性

1、項目四 混凝土結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性任務1：撓度和裂縫寬度驗算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應滿足兩種極限狀態(tài)要求，一是承載能力極限狀態(tài)，一是正常使用極限狀態(tài)。這是因為構(gòu)件過大的撓度和裂縫會影響結(jié)構(gòu)的正常使用。例如，樓蓋構(gòu)件撓度過大，將造成樓層地面不平，或使用中發(fā)生有感覺的震顫；屋面構(gòu)件撓度過大會妨礙屋面排水；吊車梁撓度過大會影響吊車的正常運行，等等。而構(gòu)件裂縫過大時，會使鋼筋銹蝕，從而降低結(jié)構(gòu)的耐久性，并且裂縫的出現(xiàn)和擴展還會降低構(gòu)件的剛度，從而使變形增大，甚至影響正常使用。因此，受彎構(gòu)件除應滿足承載力要求外，必要時還需進行變形和裂逢寬度驗算，以保證其不超過正常使用極限狀態(tài)，確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性能及正常使用?！局?/p>

2、識鏈鏈接】1.1 概述1、混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件應應根據(jù)其其使用功功能及外外觀要求求，按下下列規(guī)定定進行正正常使用用極限狀狀態(tài)驗算算：1）對需需要控制制變形的的構(gòu)件，應進行行變形驗驗算；2）對不不允許出出現(xiàn)裂縫縫的構(gòu)件件，應進進行混凝凝土拉應應力驗算算；3）對允允許出現(xiàn)現(xiàn)裂縫的的構(gòu)件，應進行行受力裂裂縫寬度度驗算；4）對舒舒適度有有要求的的樓蓋結(jié)結(jié)構(gòu)，應應進行豎豎向自振振頻率驗驗算。2、對于于正常使使用極限限狀態(tài)，鋼筋混混凝土構(gòu)構(gòu)件、預預應力混混凝土構(gòu)構(gòu)件應分分別按荷荷載的準準永久組組合并考考慮長期期作用的的影響或或標準組組合并考考慮長期期作用的的影響，采用下下列極限限狀態(tài)設(shè)設(shè)計表達達式進行行驗算

3、：SCS正正常使用用極限狀狀態(tài)荷載載組合的的效應設(shè)設(shè)計值；C結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件達到正正常使用用要求所所規(guī)定的的變形、應力、裂縫寬寬度和自自振頻率率等的限限值。在本任務務中，我我們主要要來學習習裂縫寬寬度和變變形的驗驗算。3、變形形驗算對于鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件，按按荷載的的準永久久組合，并考慮慮長期作作用的影影響計算算。計算算出的最最大撓度度f不應超超過規(guī)定定的撓度度限值，即混凝土土結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計規(guī)范范規(guī)定定的最大大受彎構(gòu)構(gòu)件撓度度限值按按表1.4.11確定。表1.44.1受受彎構(gòu)件件的撓度度限值構(gòu)件類型型 撓度限值值 吊車梁 手動吊車車 l0/5500電動吊車車 l0/6600屋蓋、樓樓蓋及樓樓梯構(gòu)

4、件件 l077ml0/2200（l0/2550） 7mll09ml0/2250（l0/3000） l099ml0/3300（l0/4000） 注：表表中l(wèi)0為構(gòu)件件的計算算跨度。計算懸懸臂構(gòu)件件時，ll0按實際際懸臂長長度的22倍取用用；表中括括號內(nèi)的的數(shù)值適適用于使使用對撓撓度有較較高要求求的構(gòu)件件；如果構(gòu)構(gòu)件制作作時預先先起拱，且使用用上也允允許，則則在驗算算撓度時時，可將將計算所所得的撓撓度值減減去起拱拱值；構(gòu)件制制作時的的起拱值值不宜超超過構(gòu)件件在相應應的荷載載組合作作用下的的計算撓撓度值。4、裂縫縫控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件件正截面面的受力力裂縫控控制等級級分為三三級，等等級劃分分及要求求應符合合

5、下列規(guī)規(guī)定：一級嚴格要要求不出出現(xiàn)裂縫縫的構(gòu)件件，按荷荷載標準準組合計計算時，構(gòu)件受受拉邊緣緣混凝土土不應產(chǎn)產(chǎn)生拉應應力。即即其中，荷載載標準組組合下抗抗裂驗算算邊緣的的混凝土土拉應力力；抗裂裂驗算邊邊緣混凝凝土的有有效預壓壓應力。二級一般要要求不出出現(xiàn)裂縫縫的構(gòu)件件，按荷荷載標準準組合計計算時，構(gòu)件受受拉邊緣緣混凝土土拉應力力不應大大于混凝凝土抗拉拉強度的的標準值值。即三級允許出出現(xiàn)裂縫縫的構(gòu)件件，按荷荷載的準準永久組組合，并并考慮長長期作用用影響的的計算。計算出出的最大大裂縫寬寬度Wmmax不不應超過過規(guī)定的的裂縫寬寬度限值值Wliim，即即混凝土土結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計規(guī)范范規(guī)定定的最大大裂縫寬寬度

6、值按按表1.4.22確定。表表1.44.2 鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的的裂縫控控制等級級及最大大裂縫寬寬度限值值wlimm環(huán)境類別別 一 二a二b三a、三三b裂縫控制制等級 三級 三級 三級 三級最大裂縫縫寬度限限值wlimm（mmm） 0.3（0.44） 0.20.20.2注：對對處于年年平均相相對濕度度小于660%地地區(qū)的一一類環(huán)境境下的受受彎構(gòu)件件，其最最大裂縫縫寬度限限值可采采用括號號內(nèi)的數(shù)數(shù)值；在一類類環(huán)境下下，對鋼鋼筋混凝凝土屋架架、托架架及需作作疲勞驗驗算的吊吊車梁，其最大大裂縫寬寬度限值值應取為為0.22mm；對鋼筋筋混凝土土屋面梁梁和托架架，其最最大裂縫縫寬度限限值應取取為0

7、.30mm；對于煙煙囪、筒筒倉和處處于液體體壓力下下的結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件，其裂縫縫控制要要求應符符合專門門標準的的有關(guān)規(guī)規(guī)定；對處于于四、五五類環(huán)境境下的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件，其裂裂縫控制制要求應應符合專專門標準準的有關(guān)關(guān)規(guī)定；表中的的最大裂裂縫寬度度限值用用于驗算算荷載作作用引起起的最大大裂縫寬寬度。1.2鋼鋼筋混凝凝土受彎彎構(gòu)件變變形驗算算一、鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件的截截面剛度度1、鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件截面面剛度的的特點鋼筋混凝凝土受彎彎構(gòu)件變變形計算算的實質(zhì)質(zhì)是剛度度驗算。在材料力力學中，我們學學習了受受彎構(gòu)件件撓度（變形）計算的的方法。例如：簡支梁受受均布荷荷載作用用下梁的的跨中最最大撓度度為：

8、；簡支梁跨跨中一個個集中荷荷載下的的跨中最大大撓度為為：；懸臂梁受受均布荷荷載作用用下的自由由端最大大撓度為為：；懸臂梁自自由端受受集中荷荷載作用用下的自由由端最大大撓度為為：。其中EII為截面面彎曲剛剛度，它它是一常常量。材材料力學學公式不不能直接接用來計計算鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件的撓撓度。原原因是，材料力力學公式式是在假想梁梁為理想想的勻質(zhì)質(zhì)彈性體體的基礎(chǔ)礎(chǔ)上建立立起來的的，而鋼鋼筋混凝凝土既非非勻質(zhì)材材料，又又非彈性性材料（僅在混混凝土開開裂前呈呈彈性性性質(zhì)），并且由由于鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件在使使用階段段一般已已開裂，這些裂裂縫把構(gòu)構(gòu)件的受受拉區(qū)混混凝土沿沿梁縱軸軸線分成成許多短短

9、段，使使受拉區(qū)區(qū)混凝土土成為非非連續(xù)體體。可見見，鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件不符符合材料料力學的的假定，因此撓撓度計算算公式不不能直接接應用。研究究表明，鋼筋混混凝土構(gòu)構(gòu)件的截截面剛度度為一變變量，其其特點可可歸納為為：隨彎矩矩的增大大而減小小。這意意味著，某一根根梁的某某一截面面，當荷荷載變化化而導致致彎矩不不同時，其彎曲曲剛度會會隨之變變化。并且，即使在在同一荷荷載作用用下的等等截面梁梁中，由由于各個個截面的的彎矩不不同，其其彎曲剛剛度也會會不同；隨縱向向受拉鋼鋼筋配筋筋率的減減小而減減??；荷載長長期作用用下，由由于混凝凝土徐變變的影響響，梁的的某個截截面的剛剛度將隨隨時間增增長而降降低。影

10、響受彎彎構(gòu)件剛剛度的因因素有彎彎矩、縱縱筋配筋筋率與彈彈性模量量、截面面形狀和和尺寸、混凝土土強度等等級等，在長期期荷載作作用下剛剛度還隨隨時間而而降低。在上述因因素中，梁的截截面高度度h影響最最大。 2、剛度度計算公公式剛度分為為短期剛剛度和長長期剛度度，計算算撓度所所用的剛剛度為長長期剛度度，長期期剛度是是以短期期剛度為為基礎(chǔ)計計算而來來的。1）短期期剛度BBs鋼筋混凝凝土受彎彎構(gòu)件出出現(xiàn)裂縫縫后，在在荷載效效應的準準永久組合合作用下下的截面面彎曲剛剛度稱為為短期剛剛度，用用Bs表示。根據(jù)理理論分析析和試驗驗研究的的結(jié)果，一般鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件的短短期剛度度表達式式為：（11.4.1

11、）式中Ess縱向向受拉鋼筋的彈彈性模量量；按表表1.1.2采用；Ass縱向向受拉鋼筋的截截面面積積；h00受受彎構(gòu)件件截面有有效高度度； 裂縫縫間縱向向受拉鋼鋼筋應變變不均勻勻系數(shù)，（1.44.2）當計計算出的的0.2時，取0.22；當1.0時，取=1.0；混凝凝土軸心心抗拉強強度標準準值； 按截截面的“有效受受拉混凝凝土截面面面積” Atee計算的的縱向受受拉鋼筋筋配筋率率：As/Ate（1.4.3）對于受彎彎構(gòu)件，Ate按下下式計算算（圖11.4.1）：（1.44.4）當計計算出的的0.01時時，取=0.001。按荷荷載準永永久組合合計算的的鋼筋混混凝土構(gòu)構(gòu)件縱向向受拉鋼鋼筋的應應力：（1

12、.4.5）Mq按荷荷載準永永久組合合計算的的彎矩值值； 鋼筋筋彈性模模量Es與混凝凝土彈性性模量EEc的比值值，即E=Es/Ec；縱縱向受拉拉鋼筋配配筋率； 受受壓翼緣緣截面面面積與腹腹板有效效截面面面積的比比值： （1.4.6） 當hhf00.2hh0時，取取hf=00.2hh0 。當當截面受受壓區(qū)為為矩形時時，f=00。圖1.44.1 有效受受拉混凝凝土面積積Atee 計算算圖2）長期期剛度BB前面已述述及，在在荷載長長期作用用下，構(gòu)構(gòu)件截面面彎曲剛剛度將隨隨時間增增長而降降低。而而實際工工程中，總是有有部份荷荷載長期期作用在在構(gòu)件上上，因此此，計算撓撓度時必必須采用用考慮荷荷載效應應的長

13、期期作用影影響的剛剛度，即即長期剛剛度，以以B表示。 a）采用用荷載標標準組合合時（1.4.77-1）b）采用用荷載準準永久組組合時（1.4.77-2）式中 MMq 按荷載載的準永久久組合計計算的彎彎矩，取取計算區(qū)區(qū)段內(nèi)的的最大彎彎矩值；Mk 按荷荷載的標標準組合合計算的的彎矩，取計算算區(qū)段內(nèi)內(nèi)的最大大彎矩值值； 考慮荷荷載長期期作用對對撓度增增大的影影響系數(shù)數(shù)，對鋼鋼筋混凝凝土受彎彎構(gòu)件：當=0時，取2.0；當=時，取取1.6；為中間間數(shù)值時時，按線線性內(nèi)插插法取用用。此處為縱縱向受拉拉鋼筋的的配筋率率，；為縱縱向受壓壓鋼筋的的配筋率率，。對于翼緣緣位于受受拉區(qū)的的倒T形形截面，值應增增大2

14、00%。長期剛度度實質(zhì)上上是考慮慮荷載長長期作用用部份使使剛度降降低的因因素后，對短期期剛度BBs進行行的修正正。二、鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件的撓撓度計算算 1、最小小剛度原原則如前所述述，鋼筋筋混凝土土受彎構(gòu)構(gòu)件開裂裂后，其其截面彎彎曲剛度度是隨彎彎矩增大大而降低低的，因因此，較較準確的的計算方方法似乎乎應該將將構(gòu)件按按彎曲剛剛度大小小分段計計算撓度度，但這樣樣計算無無疑會顯顯得十分分繁瑣。為簡化計計算，可可取同號號彎矩區(qū)區(qū)段內(nèi)彎彎矩最大大截面的的彎曲剛剛度作為為該區(qū)段段的彎曲曲剛度，即：在簡支梁梁中取最最大正彎彎矩截面面的剛度度為全梁梁的彎曲曲剛度，見圖11.4.2；在外伸梁梁、連續(xù)續(xù)梁或

15、框框架梁中中，則分分別取最最大正彎彎矩截面面和最大大負彎矩矩截面的的剛度作作為相應應正、負負彎矩區(qū)區(qū)段的彎彎曲剛度度；當計算跨跨度內(nèi)的的支座截截面剛度度不大于于跨中截截面剛度度的2倍倍或不小小于跨中中截面剛剛度的11/2時時，該跨跨也可按按等剛度度構(gòu)件進進行計算算，其構(gòu)構(gòu)件剛度度可取跨跨中最大大彎矩截截面的剛剛度。很明顯，按這種種處理方方法所算算出的彎彎曲剛度度值最小小，所以以我們稱稱這種處處理原則則為“最最小剛度度原則”。圖1.44.2梁剛度度分布圖圖2、撓度度計算梁的彎曲曲剛度確確定后，就可以以根據(jù)材材料力學學公式計計算其撓撓度。但但需注意意，公式式中的彎彎曲剛度度EI應以以長期剛剛度B代

16、替，公式中中的荷載載應按荷荷載效應應標準組組合取值值，即（1.44.8）式中f按“最小剛剛度原則則”并采采用長期期剛度計計算的撓撓度；與荷荷載形式式和支承承條件有有關(guān)的系系數(shù)。例例如：簡支梁承承受均布布荷載作作用時=5/448；簡支梁承承受跨中中集中荷荷載作用用時=11/122；懸臂梁承承受均布布荷截作作用時=1/44；懸臂梁受受桿端集集中荷截截作用時時=1/3。撓度驗算算是在承承載力計計算完成成后進行行的。此此時，構(gòu)構(gòu)件的截截面尺寸寸、跨度度、荷載載、材料料強度以以及鋼筋筋配置情情況都是是已知的的，計算出的的最大撓撓度f，應滿足足： ff （1.4.9） 式中ff 鋼筋混混凝土受受彎構(gòu)件件的

17、撓度度限值，按表1.4.1采用。當不能滿滿足式（1.4.9）時，說明受受彎構(gòu)件件的彎曲曲剛度不不足，應應采取措措施后重重新驗算算。理論論上講，提高混混凝土強強度等級級，增加加縱向鋼鋼筋的數(shù)數(shù)量，選選用合理理的截面面形狀（如形形、形形等）都都能提高高梁的彎彎曲剛度度，但其其效果并并不明顯顯，最有有效的措措施是增增加梁的的截面高高度。所以，我我們優(yōu)先先采用增增加梁截截面高度度的辦法法來提高高梁的彎彎曲剛度度，當設(shè)設(shè)計上構(gòu)構(gòu)件截面面尺寸不不能加大大時，才才考慮增增加縱向向受拉鋼鋼筋截面面面積或或提高混混凝土強強度等級級；對某某些構(gòu)件件還可以以充分利利用縱向向受壓鋼鋼筋對長長期剛度度的有利利影響，在構(gòu)

18、件件受壓區(qū)區(qū)配置一一定數(shù)量量的受壓壓鋼筋。此外，采采用預應應力混凝凝土構(gòu)件件也是提提高受彎彎構(gòu)件剛剛度的有有效措施施。1.3裂縫寬度度驗算一、裂縫縫的產(chǎn)生生和開展展1、裂縫縫產(chǎn)生的的原因鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)裂縫根根據(jù)其產(chǎn)產(chǎn)生的原原因不同同可分為為荷載裂裂縫、溫溫度裂縫縫、干縮縮裂縫、腐蝕裂裂縫、沉沉降裂縫縫等。荷載裂縫縫結(jié)構(gòu)在荷荷載作用用下變形形過大而而產(chǎn)生的的裂縫。一般多多出現(xiàn)在在構(gòu)件的的受拉區(qū)區(qū)域、受受剪區(qū)域域或振動動嚴重等等部位。產(chǎn)生的的主要原原因是結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計、施工工錯誤、承載能能力不足足、地基基不均勻勻沉降等等等。鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)是由混混凝土和和鋼筋共共同承擔擔極限狀狀態(tài)的承承載力，

19、結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計師需需根據(jù)地地基情況況，靜、動動荷載，環(huán)境因因素、結(jié)結(jié)構(gòu)耐久久性等控控制荷載載裂縫。2）溫度度裂縫由大氣溫溫度變化化、周圍圍環(huán)境高高溫的影影響和大大體積混混凝土施施工時產(chǎn)產(chǎn)生的水水化熱等等因素造造成，當當冷縮值值大于混混凝土極極限拉伸伸值時混混凝土就就開裂。3）干縮縮裂縫這類裂縫縫一是由由于材料料缺陷引引起的，研究表表明，水泥加加水后變變成水泥泥硬化體體，其絕對對體積減減小，毛細孔孔縫中水水逸出產(chǎn)產(chǎn)生毛細細壓力，使混凝凝土產(chǎn)生生毛細收收縮，由此引引起混凝凝土干縮縮，其值大大于混凝凝土極限限拉伸值值時引起起干縮裂裂縫。4）沉降降裂縫現(xiàn)澆構(gòu)件件因地基基或砌體體過大不不均勻沉沉降，模板剛剛

20、度不足足、支撐撐間距大大、支撐撐松動、過早拆拆模等，均可導導致產(chǎn)生生沉降裂裂縫。5）腐蝕蝕裂縫由于有害害離子CCl- ,SSO42- ,Mg22+ 等等侵入混混凝土內(nèi)內(nèi)部，導致鋼鋼筋銹蝕蝕而使混混凝土產(chǎn)產(chǎn)生的后后期膨脹脹裂縫。后四種裂裂縫，主主要是采采取相關(guān)關(guān)構(gòu)造措措施來解決，不需進進行裂縫縫寬度計計算。以以下所指指的裂縫縫均指由由荷載引引起的裂裂縫。2、荷載載裂縫的的開展我們知道道，混凝凝土的抗抗拉強度度很低。當構(gòu)件件受拉區(qū)區(qū)外邊緣緣混凝土土的拉應應力達到到其抗拉拉強度時時，由于于混凝土土的塑性性變形，尚不會會馬上開開裂，但但當受拉拉區(qū)外邊邊緣混凝凝土在構(gòu)構(gòu)件抗彎彎最薄弱弱的截面面達到其其極

21、限拉拉應變時時，就會會在垂直直于拉應應力方向向形成第第一批（一條或或若干條條）裂縫縫。由于于混凝土土具有離離散性，因而裂裂縫發(fā)生生的部位位是隨機機的。在裂縫出出現(xiàn)瞬間間，裂縫縫截面處處混凝土土退出工工作，應應力降低低為零，原來的的拉應力力全部由由鋼筋承承擔，使使鋼筋應應力突然然增大。裂縫出出現(xiàn)后，原來處處于拉伸伸狀態(tài)的的混凝土土便向裂裂縫兩側(cè)側(cè)回縮，混凝土土與受拉拉縱向鋼鋼筋之間間產(chǎn)生相相對滑移移而使裂裂縫不斷斷開展。見圖1.4.33圖1.44.3裂縫的的開展沿裂縫深深度，裂裂縫的寬寬度是不不相同的的。鋼筋筋表面處處的裂縫縫寬度大大約只有有構(gòu)件混混凝土表表面裂縫縫寬度的的1/551/3。我我們

22、所要要驗算的的裂縫寬寬度是指指受拉鋼鋼筋重心心水平處處構(gòu)件側(cè)側(cè)表面上上混凝土土的裂縫縫寬度。二、裂縫縫寬度計計算的方方法我們先來來分析一一下主要要有哪些些因素影影響裂縫縫寬度，然后根根據(jù)主要要影響因因素導出出裂縫寬寬度的計計算公式式。1、影響響裂縫寬寬度的主主要因素素縱向鋼鋼筋的應應力。裂裂縫寬度度與鋼筋筋應力近近似成線線性關(guān)系系；縱筋的的直徑。當構(gòu)件件內(nèi)受拉拉縱筋截截面相同同時，采采用細而而密的鋼鋼筋，則則會增大大鋼筋表表面積，因而使使粘結(jié)力力增大，裂縫寬寬度變小小；縱筋表表面形狀狀。帶肋肋鋼筋的的粘結(jié)強強度較光光面鋼筋筋大得多多，可減減小裂度度寬度；縱筋配配筋率。構(gòu)件受受拉區(qū)混混凝土截截面

23、的縱縱筋配筋筋率越大大，裂縫縫寬度越越小；保護層層厚度。保護層層越厚，裂縫寬寬度越大大。 2、裂縫縫寬度計計算公式式鋼筋混凝凝土受彎彎構(gòu)件按按荷載標標準組合合或準永永久組合合并考慮慮長期作作用影響響的最大大裂縫寬寬度計算算公式為為：（11.4.10）（1.44.11）式中Css最最外層縱縱向受拉拉鋼筋外外邊緣至至受拉區(qū)區(qū)底邊的的距離，當Cs20mmm時，取Cs=20mmm；當當Cs65mmm時，取Cs=65mmm； 受受拉區(qū)縱縱向鋼筋筋的等效效直徑，當受拉拉區(qū)縱向向鋼筋為為一種直直徑時，；受拉拉區(qū)第ii種縱向鋼筋筋的相對對粘結(jié)特特性系數(shù)數(shù)帶肋鋼筋筋，取=1.00；光面面鋼筋，取 =0.77；受

24、拉拉區(qū)第ii種縱向鋼筋筋的根數(shù)數(shù)；受拉拉區(qū)第ii種縱向鋼筋筋的公稱稱直徑。對于直接接承受吊吊車荷載載但不需需做疲勞勞驗算的的吊車梁梁，因吊吊車滿載載的可能能性很小小，計算算出的最最大裂縫縫寬度可可乘以系系數(shù)0.85。裂縫寬度度驗算是是在承載載力計算算完成后后進行的的。此時時，構(gòu)件件的截面面尺寸、跨度、荷載、材料強強度以及及鋼筋配配置情況況都是已已知的，計算出的的最大裂縫縫寬度，應滿足足： （1.44.12）式中鋼鋼筋混凝凝土受彎彎構(gòu)件的的最大裂裂縫寬度度限值，按表1.4.2采用。如果裂縫縫寬度不不滿足規(guī)規(guī)范要求求，那么么我們需需要采取取減小裂裂縫寬度度的措施施。3、減小小裂縫寬寬度的措措施增大

25、鋼鋼筋截面面積；在鋼筋筋截面面面積不變變的情況況下，采采用較小小直徑的的鋼筋；采用變變形鋼筋筋；提高混混凝土強強度等級級；增大構(gòu)構(gòu)件截面面尺寸；減小混混凝土保保護層厚厚度。其中，采采用較小小直徑的的變形鋼鋼筋是減減小裂縫縫寬度最最有效的的措施。需要注意意的是，混凝土土保護層層厚度應應同時考考慮耐久久性和減減小裂縫縫寬度的的要求。除結(jié)構(gòu)構(gòu)對耐久久性沒有有要求，而對表表面裂縫縫造成的的觀瞻有有嚴格要要求外，不得為為滿足裂裂縫控制制要求而而減小混混凝土保保護層厚厚度。采取了相相應措施施后再重重新驗算算最大裂裂縫寬度度，直到到滿足規(guī)規(guī)范要求求。【任務實實施】工作任務務1：簡簡支矩形形截面梁梁的截面面尺

26、寸bbh2500mmXX6000mm，混凝土土強度等等級為CC30，配置4418縱向向鋼筋（HRBB4000），82000的箍箍筋（HHPB3300），混凝凝土保護護層c25mmm，承承受均布布荷載，按荷載載的標準準組合計計算的跨跨中彎矩矩值Mk1200kNm，按荷荷載的準準永久組組合計算算的跨中中彎矩值值Mq80kkNm，梁的的計算跨跨度l06.5m，撓撓度限值值為l0/2550。試試驗算撓撓度是否否符合要要求。解： fftk2.01NNmm2，Es2.0X1105Nmm2，Ec3.0X1104Nmm2，EsEc2.0X11053.0X11046.67，h06000(255十18/288)二

27、558mmmAs110177mm22 As/bhh010117/2250 X555800.00072990.01136（因為為截面為為矩形）5.889 XX10113Nmm2采用荷載載標準組組合時：（=00時，2.0）3.5534XX10113Nmm2采用荷載載準永久久組合時時：X10113Nmm2取小值，所以，梁的撓撓度值滿滿足規(guī)范范要求。工作任務務2：某某辦公樓樓矩形截截面簡支支樓面梁梁，計算算跨度ll0=6.00m，截截面尺寸寸bh=20004500mm，承承受恒載載標準值值gk=166.555kN/m（含含自重），活荷荷載標準準值qk=2.7kNN/m，縱向受受拉鋼筋筋為3225（HH

28、RB4400），82000的箍箍筋（HHPB3300），混凝凝土強度度等級為為C255，c=20mm。已知：=0.0333，=1162.9N/mm22，=0.8855，裂縫寬寬度限值值為0.3mmm，試驗驗算裂縫縫寬度。解：Ess=21055N/mmm2，=1.0（1）計計算受力鋼筋筋為變形形鋼筋，且為同同一種直直徑，故故=255/1.0=225mmm（2）計計算Css、Cs22088288mm任務中已已給出：=0.0333，=1162.9N/mm22，=0.8855（3）計計算，并并判斷裂裂縫是否否符合要要求=0.116mmm=0.33mm所以，裂裂縫寬度度滿足要要求。工作任務務3：某某教學

29、樓樓簡支矩矩形截面面梁的截截面尺寸寸bh2500mmXX500mmm，混混凝土強強度等級級為C335，配配置420縱縱向鋼筋筋（HRRB4000），102000的箍筋筋（HPPB3000），混凝土土保護層層c20mm，承承受跨中中集中荷荷載，按按荷載的的標準組組合計算算的跨中中彎矩值值Mk150kNNm，按荷荷載的準準永久組組合計算算的跨中中彎矩值值Mq1110kNNm，梁的的計算跨跨度l06.0m，撓度度限值為為l0/2550。試試驗算撓撓度是否否符合要要求。工作任務務4：已已知條件件同工作作任務33。裂縫寬寬度限值值為0.3mmm，試驗驗算裂縫縫寬度是是否滿足足要求。任務2：預應力力混凝土

30、土一、鋼筋筋混凝土土存在的的問題鋼筋混凝凝土是由由混凝土土和鋼筋筋兩種物物理力學學性能不不同的材材料所組組成的彈彈塑性材材料?；炷量箍估瓘姸榷燃皹O限限拉應變變值都很很低，其其抗拉強強度只有有抗壓強強度的11/91/16?；炷恋牡臉O限拉拉應變僅僅為0.1110-330.1510-33，即每每米只能能拉長00.10.115mmm，超過過后就會會出現(xiàn)裂裂縫。而而鋼筋的的極限拉拉應變卻卻要大得得多，約約為0.01，即每米米能拉長長10mm，是是混凝土土的近1100倍倍。由于混凝凝土的抗抗拉性能能很差，使鋼筋筋混凝土土存在兩兩個無法法解決的的問題：一是裂縫縫使構(gòu)件件剛度降降低。但但在使用用荷載作作用

31、下，鋼筋混混凝土的的受拉、受彎等等構(gòu)件通通常都是帶裂裂縫工作作的。二是裂縫縫使構(gòu)件件耐久性性降低。從保證證結(jié)構(gòu)耐耐久性出出發(fā)，必必須限制制裂縫寬寬度，而而且有的的構(gòu)件因因為環(huán)境境或使用用要求是是不允許許開裂的的。為了要滿滿足變形形和裂縫縫控制的的要求，則需增增大構(gòu)件件的截面面尺寸和和用鋼量量，這將將導致自自重過大大，使鋼鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)用于大大跨度或或承受動動力荷載載的結(jié)構(gòu)構(gòu)成為不不可能或或很不經(jīng)經(jīng)濟。從理論上上講，提提高材料料強度可可以提高高構(gòu)件的的承載力力，從而而達到節(jié)節(jié)省材料料和減輕輕構(gòu)件自自重的目目的。但但在普通通鋼筋混混凝土構(gòu)構(gòu)件中，提高鋼鋼筋強度度卻難以以收到預預期的效效果。這這

32、是因為為，對配配置高強強度鋼筋筋的鋼筋筋混凝土土構(gòu)件而而言，承承載力可可能已不不是控制制條件，起控制制作用的的因素可可能是裂裂縫寬度度或構(gòu)件件的撓度度。對使用上上不允許許開裂的的構(gòu)件，受拉鋼鋼筋的應應力只能能用到22030N/mmm2，不能能充分利利用其強強度。對使用上上允許開開裂的構(gòu)構(gòu)件，當當受拉鋼鋼筋應力力達到2250NN/mmm2時，裂裂縫寬度度已達00.20.33mm，而目前前縱向鋼鋼筋普遍遍使用的的是HRRB4000和HHRB5500級級鋼筋，即屈服服強度標標準值達達4000 N/mm22和5000 NN/mmm2。因此，要要么裂縫縫過寬，要么鋼鋼筋不能能充分利利用。而提高混混凝土強

33、強度等級級對提高高構(gòu)件的的抗裂性性能和控控制裂縫縫寬度的的作用是是非常有有限的。二、預應應力混凝凝土的發(fā)發(fā)展早在199世紀880年代代，西歐歐和北美美的學者者就開始始預應力力混凝土土的實驗驗活動，并取得得了一定定成果。預應力力混凝土土進入實實用階段段應歸功功于法國國著名工工程師艾艾弗瑞瑞斯尼特特。從550年代代起，美美國、加加拿大、日本、澳大利利亞等國國也都引引進西歐歐技術(shù)，開始推推廣預應應力結(jié)構(gòu)構(gòu)。我國預應應力混凝凝土是隨隨著第一一個五年年計劃的的開展,于500年代中中期開始始起步的的。從880年代代起，隨隨著高強強鋼絲和和高強鋼鋼絞線生生產(chǎn)的好好轉(zhuǎn)，我我國開始始發(fā)展采采用高強強鋼材的的預應

34、力力混凝土土，在工工藝上采采用有粘粘結(jié)、無無粘結(jié)。在房屋建建筑中，目前我我國層數(shù)數(shù)最多的的預應力力工程是是廣東國國際大廈廈主樓，總計663層，采用無無粘結(jié)預預應力平平板結(jié)構(gòu)構(gòu)體系。面積最最大的單單體工程程是首都都國際機機場新航航站樓，每層面面積8.8萬平平方米。除了大跨跨度建筑筑結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代預預應力混混凝土技技術(shù)還廣廣泛應用用于公路路路面及及橋梁、鐵路、海洋、水利、機場、核電站站等工程程之中?！局R鏈鏈接】2.1預應力力混凝土土的基本本原理1、預應應力混凝凝土的基基本原理理為了避免免鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的裂裂縫過早早出現(xiàn)，充分利利用高強強度鋼筋筋及高強強度混凝凝土，可可以設(shè)法法在結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件承承受使

35、用用荷載前前，預先先對受拉拉區(qū)的混混凝土施施加壓力力，使它它產(chǎn)生預預壓應力力來減小小或抵消消荷載所所引起的的混凝土土拉應力力，從而而將結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的的拉應力力控制在在較小范范圍，甚甚至處于于受壓狀狀態(tài)。也也就是借借助混凝凝土較高高的抗壓壓能力來來彌補其其抗拉能能力的不不足，以以推遲混混凝土裂裂縫的出出現(xiàn)和開開展，從從而提高高構(gòu)件的的抗裂性性能和剛剛度。預應力的的概念在在生產(chǎn)和和生活中中應用頗頗廣。盛盛水的木木桶在使使用前要要用鐵箍箍把木板板箍緊，就是為為了使木木塊受到到環(huán)向預預壓力，裝水后后，只要要由水產(chǎn)產(chǎn)生的環(huán)環(huán)向拉力力不超過過預壓力力，就不不會漏水水。2、預應應力混凝凝土構(gòu)件件的受力力過程分

36、分析現(xiàn)以預應應力混凝凝土簡支支梁的受受力情況況為例來來分析，如圖11.4.4所示示。1)在荷荷載作用用之前，預先在在梁的受受拉區(qū)施施加一對對大小相相等，方方向相反反的偏心心預壓力力F，使梁梁截面下下邊緣混混凝土產(chǎn)產(chǎn)生預壓壓應力 (圖11.4.4（aa ）)；2)當外外荷載作作用時，截面下下邊緣將將產(chǎn)生拉拉應力 (圖11.4.4（bb）)；3)最后后的應力力分布為為上述兩兩種情況況的疊加加，梁的的下邊緣緣應力可可能是數(shù)數(shù)值很小小的拉應應力（圖圖1.44.4（c）)，也可可能是壓壓應力。也就是說說，由于于預壓應應力的作作用，可可部分抵抵消或全全部抵消消外荷載載所引起起的拉應應力，因因而延緩緩了混凝

37、凝土構(gòu)件件的開裂裂或者構(gòu)構(gòu)件不開開裂。圖1.44.4預應力力梁的受受力情況況(a)壓壓力作用用下；（b)荷載載作用下下；(cc)預壓壓力與荷荷載共同同作用下下圖1.44.5 梁的荷荷載-撓撓度曲線線對比圖圖圖1.44.5為為兩根具具有相同同材料強強度、跨跨度、截截面尺寸寸和配筋筋量的梁梁的(荷載載撓度) 曲線線對比圖圖。其中中一根為為普通鋼鋼筋混凝凝土梁，另一根根為預應應力混凝凝土梁。可以看看出，預預應力梁梁的開裂裂荷載地地Fpccr，大大于鋼筋筋混凝土土梁的開開裂荷載載Fcrr；同時時在相同同的使用用荷載作作用下，前者并并未開裂裂而后者者已開裂裂，且前前者的撓撓度小于于后者的的撓度；但兩者者

38、最終的的破壞荷荷載基本本相同。2.2 預應力力的分類類1、根據(jù)據(jù)預加應應力值大大小對構(gòu)構(gòu)件截面面裂縫控控制程度度的不同同，預應應力混凝凝土構(gòu)件件分為全全預應力力混凝土土和部份份預應力力混凝土土兩類。1) 全全預應力力混凝土土：在使用用荷載作作用下，不允許許截面上上混凝土土出現(xiàn)拉拉應力的的構(gòu)件，屬嚴格格要求不不出現(xiàn)裂裂縫的構(gòu)構(gòu)件；2) 部部分預應應力混凝凝土：允許出出現(xiàn)裂縫縫，但最最大裂縫縫寬度不不超過允允許值的的構(gòu)件，屬允許許出現(xiàn)裂裂縫的構(gòu)構(gòu)件。此外，還還有一種種所謂限限值預應應力混凝凝土或有有限預應應力混凝凝土，一一般也認認為屬于于部分預預應力混混凝土，即在使使用荷載載作用下下，根據(jù)據(jù)荷載效

39、效應組合合情況，不同程程度地保保證混凝凝土構(gòu)件件不開裂裂的構(gòu)件件，也就就是說，按荷載載長期組組合作用用時構(gòu)件件受拉邊邊緣不允允許出現(xiàn)現(xiàn)拉應力力，但按按荷載短短期組合合作用時時構(gòu)件受受拉邊緣緣允許出出現(xiàn)不超超過規(guī)定定值的拉拉應力，這種構(gòu)構(gòu)件屬一一般要求求不出現(xiàn)現(xiàn)裂縫的的構(gòu)件?？梢?，部分預預應力混混凝土介介于全預預應力混混凝土和和鋼筋混混凝土兩兩者之間間。2、按照照粘結(jié)方方式，預預應力混混凝土分分為有粘粘結(jié)預應應力混凝凝土和無無粘結(jié)預預應力混混凝土。1）有粘粘結(jié)預應應力混凝凝土：指指全部或或部分通通過鋼筋筋與混凝凝土之間間的粘結(jié)結(jié)力將鋼鋼筋所受受到的拉拉力轉(zhuǎn)為為混凝土土的壓力力，達到到施加預預加壓

40、應應力目的的的預應應力混凝凝土，如如圖1.4.66。施工工方法主主要有先先張法和和后張法法。2）無粘粘結(jié)預應應力混凝凝土：指配置置無粘結(jié)結(jié)預應力力鋼筋的的后張法法預應力力混凝土土。無粘粘結(jié)預應應力鋼筋筋是將預預應力鋼鋼筋的外外表面涂涂以瀝清清、油脂脂或其他他潤滑防防銹材料料，以減減小摩擦擦力并防防銹蝕，并用塑塑料套管管或以紙紙帶、塑塑料帶包包裹，以以防止施施工中碰碰壞涂層層，并使使之與周周圍混凝凝土隔離離，而在在張拉時時可沿縱向發(fā)發(fā)生相對對滑移的的后張預預應力鋼鋼筋。無無粘結(jié)預預應力鋼鋼筋在施施工時，像普通通鋼筋一樣樣，可直直接按配配置的位位置放入入模板中中，并澆澆灌混凝凝土，待待混凝土土達到

41、規(guī)規(guī)定強度度后即可可進行張張拉，如如圖1.4.77。無粘粘結(jié)預應應力混凝凝土不需需要預留留孔道，也不必必灌漿，因此施施工簡便便、快速速，造價價較低，易于推推廣應用用。目前前已在建建筑工程程中廣泛泛應用此此項技術(shù)術(shù)。圖1.44.6預預應力鋼鋼筋混凝凝土梁鋼鋼筋骨架架圖1.44.7 無粘結(jié)結(jié)預應力力平板鋪鋪筋2.3預預應力混混凝土的的特點與鋼筋混混凝土相相比，預預應力混混凝土具具有以下下特點：1、優(yōu)點點1）抗裂裂性能較較好。由由于對構(gòu)構(gòu)件施加加預應力力，大大大推遲了了裂縫的的出現(xiàn)，在使用用荷載作作用下，構(gòu)件可可不出現(xiàn)現(xiàn)裂縫，或使裂裂縫推遲遲出現(xiàn)。2）剛度度較大。由于預預應力混混凝土能能延遲裂裂縫的

42、出出現(xiàn)和開開展，并并且受彎彎構(gòu)件要要產(chǎn)生反反拱，因因而可以以減小受受彎構(gòu)件件在荷載載作用下下的撓度度。3）耐久久性較好好。由于于預應力力混凝土土能使構(gòu)構(gòu)件不出出現(xiàn)裂縫縫或減小小裂縫寬寬度，因因而可以以減少大大氣或侵侵蝕性介介質(zhì)對鋼鋼筋的侵侵蝕，從從而延長長構(gòu)件的的使用期期限。4）節(jié)省省材料，減小自自重。其其結(jié)構(gòu)由由于必須須采用高高強度材材料，因因此可減減少鋼筋筋用量和和構(gòu)件截截面尺寸寸，節(jié)省省鋼材和和混凝土土，降低低結(jié)構(gòu)自自重。既既可以達達到經(jīng)濟濟的目的的，又可可以擴大大鋼筋混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的使使用范圍圍，例如如可以用用于大跨跨度結(jié)構(gòu)構(gòu)，代替替某些鋼鋼結(jié)構(gòu)。5）提高高受壓構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定性。當受壓

43、壓構(gòu)件長長細比較較大時，在受到到一定的的壓力后后便容易易被壓彎彎，以致致喪失穩(wěn)穩(wěn)定而破破壞。如如果對 HYPERLINK /view/114561.htm 鋼鋼筋混凝凝土柱施施加預應應力，使使 HYPERLINK /view/2234188.htm 縱向受受力鋼筋筋張拉得得很緊，不但預預應力鋼鋼筋本身身不容易易壓彎，而且可可以幫助助周圍的的混凝土土提高抵抵抗壓彎彎的能力力。另外，還還可提高高構(gòu)件的的抗剪能能力。試試驗表明明，縱向向 HYPERLINK /view/1424807.htm 預應力力鋼筋起起著錨栓栓的作用用，阻礙礙著構(gòu)件件斜裂縫縫的出現(xiàn)現(xiàn)與開展展，又由由于預應應力混凝凝土梁的的 H

44、YPERLINK /view/400.htm 曲線鋼筋筋（束）合力的的豎向分分力將部部分地抵抵消剪力力。亦可提高高構(gòu)件的的耐疲勞勞性能。因為具具有強大大預應力力的鋼筋筋，在使使用階段段因加荷荷或卸荷荷所引起起的應力力變化幅幅度相對對較小，故此可可提高抗抗疲勞強強度，這這對承受受動荷載載的 HYPERLINK /view/160039.htm 結(jié)構(gòu)構(gòu)來說是是很有利利的。由于預應應力混凝凝土具有有以上優(yōu)優(yōu)點，因因而在工工程結(jié)構(gòu)構(gòu)中得到到了廣泛泛的應用用。在工工業(yè)與民民用建筑筑中，屋屋面板、樓板、檁條、吊車梁梁、柱、墻板、基礎(chǔ)等等構(gòu)配件件，都可可采用預預應力混混凝土。2、缺點點1）工藝藝較復雜雜，對

45、質(zhì)質(zhì)量要求求高，因因而需要要配備一一支技術(shù)術(shù)較熟練練的專業(yè)業(yè)隊伍。 2）需要要有一定定的專門門設(shè)備，如張拉拉機具、 HYPERLINK /view/427949.htm 灌漿設(shè)備備等。 3） HYPERLINK /view/1059239.htm 預應應力混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的開工工費用較較大，對對構(gòu)件數(shù)數(shù)量少的的工程成成本較高高。需要指出出，預應應力混凝凝土不能能提高構(gòu)構(gòu)件的極極限承載載能力。也就是是說，當當截面和和材料相相同時，預應力力混凝土土與普通通鋼筋混混凝土受受彎構(gòu)件件的承載載能力基基本相同同，與受受拉區(qū)是是否施加加預應力力無關(guān)。2.4施施加預應應力的方方法按照張拉拉鋼筋與與澆筑混混凝土的

46、的先后關(guān)關(guān)系，施施加預應應力的方方法可分分為先張張法和后后張法兩兩類。1.先張張法先張拉預預應力鋼鋼筋，然然后澆筑筑混凝土土的施工工方法，稱為先先張法。先張法法的張拉拉臺座設(shè)設(shè)備，如圖1.4.88所示。 （a）設(shè)設(shè)備組成成（b）實實例（cc）圖解解圖1.44.8 先張法法先張法的的主要工工藝過程程是：穿穿鋼筋張拉鋼鋼筋澆澆筑混凝凝土并進進行養(yǎng)護護切斷斷鋼筋。預應力鋼鋼筋回縮縮時擠壓壓縮凝土土，從而而使構(gòu)件件產(chǎn)生預預壓應力力。由于于預應力力的傳遞遞主要靠靠鋼筋和和混凝土土間的粘粘結(jié)力，因此，必須待待混凝土土強度達達到規(guī)定定值時（達到強強度設(shè)計計值的775以以上），方可切切斷預應應力鋼筋筋。先張法

47、的的主要優(yōu)優(yōu)點是：生產(chǎn)工工藝簡單單，工序序少，效效率高，質(zhì)量易易于保證證，同時時由于省省去了錨錨具和減減少了預預埋件，構(gòu)件成成本較低低。先張法主主要適用用于工廠廠化大量量生產(chǎn)，尤其適適宜用于于長線法法生產(chǎn)中中、小型型構(gòu)件。2.后張張法先澆筑混混凝土，待混凝凝土硬化化后，在在構(gòu)件上上直接張張拉預應應力鋼筋筋，這種種施工方方法稱為為后張法法，如圖圖1.4.99。后張法的的主要工工藝過程程是：澆澆筑混凝凝土構(gòu)件件（在構(gòu)構(gòu)件中預預留孔道道，如圖圖1.44.9（a）并進行行養(yǎng)護穿預應應力鋼筋筋張拉拉鋼筋并并用錨具具錨固往孔道道內(nèi)壓力力灌漿。鋼筋的回回彈力通通過錨具具作用到到構(gòu)件，從而使使混凝土土產(chǎn)生預預

48、壓應力力。后張張法的預預壓應力力主要通通過工作作錨傳遞遞。張拉拉鋼筋時時，混凝凝土的強強度必須須達到設(shè)設(shè)計值的的75以上。（a）實實例（b）金金屬波紋紋管（c）圖圖解圖1.44.9 后張法法后張法的的優(yōu)點是是：預應力力鋼筋直直接在構(gòu)構(gòu)件上張張拉，不不需要張張拉臺座座，因此此后張法法構(gòu)件既既可以在在預制廠廠生產(chǎn)，也可在在施工現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)產(chǎn)。大型型構(gòu)件在在現(xiàn)場生生產(chǎn)可以以避免長長途搬運運，故我我國大型型預應力力混凝土土構(gòu)件主主要采用用后張法法。后張法的的主要缺缺點是：生產(chǎn)周周期較長長；需要利利用工作作錨錨固固鋼筋，鋼材消消耗較多多，成本本較高；工序多多，操作作較復雜雜，造價價一般高高于先張張法。2.

49、5張拉控控制應力力1、概念念：張拉拉控制應應力是指指 HYPERLINK /view/1424807.htm 預應力力鋼筋在在進行張張拉時所所控制達達到的最最大應力力值。其其值為張張拉設(shè)備備（如 HYPERLINK /view/131659.htm 千千斤頂油油壓表、系統(tǒng)主主機，見見圖1.4.110）所所指示的的總張拉拉力除以以預應力力鋼筋截截面面積積而得的的應力值值，用表示。（a）張張拉應力力控制現(xiàn)現(xiàn)場（b）張張拉應力力控制系系統(tǒng)圖解解圖1.44.100張拉拉應力控控制系統(tǒng)統(tǒng)2、張拉拉控制應應力的確確定由預應力力混凝土土的原理理可知，把張拉拉控制應應力取得得高些，減去預應應力鋼筋筋的各種預應

50、應力損失失后，還還會有較較好的預預壓效果果。這不但但可以提提高構(gòu)件件的抗裂裂性能和和減小撓撓度，而而且可以以節(jié)約鋼鋼材。因因此，值值適當取取高一些些是有利利的。但必須注注意，值值并不是是取得越越高越好好。（1）在在施工階階段會使使構(gòu)件的的某些部部位受到到拉力（稱為預預拉力）甚至開開裂，對對后張法法構(gòu)件可可能造成成端部混混凝土局局壓破壞壞。 （2）構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)現(xiàn)裂縫時時的荷載載值接近近極限承承載力，使構(gòu)件件在破壞壞前無明明顯的預預兆，構(gòu)件的的延性較較差。（3）為為了減少少預應力力損失，有時需需進行超超張拉，有可能能在超張張拉過程程中使個個別鋼筋筋的應力力超過它它的實際際屈服強強度，使使鋼筋產(chǎn)產(chǎn)生較

51、大大塑性變變形或脆脆斷。由此可見見，確定定適當?shù)牡闹?，對對預應力力混凝土土結(jié)構(gòu)是是至關(guān)重重要的。規(guī)范根根據(jù)多年年來國內(nèi)內(nèi)外設(shè)計計與施工工經(jīng)驗，規(guī)定預預應力鋼鋼筋的張張拉控制制應力取取值范圍圍如表1.44.3所所規(guī)定，其其中為預預應力鋼鋼筋極限限強度標標準值，預應力力螺紋鋼鋼筋屈服服強度標標準值。表1.44.3張張拉控制制應力限限值鋼筋種類類 張拉控制制應力限限值消除應力力鋼絲、鋼絞線線0.4/0.775中強度預預應力鋼鋼絲0.4/0.770預應力螺螺紋鋼筋筋 0.5/0.85注：下下列情況況，表中中數(shù)值可可提高00.055或0.05：要求提提高構(gòu)件件在施工工階段的的抗裂性性能而在在使用階階段受

52、壓壓區(qū)內(nèi)設(shè)設(shè)置的預預應力筋筋；要求部部分抵消消由于應應力松馳馳、摩擦擦、鋼筋筋分批張張拉以及及預應力力鋼筋與與張拉臺臺座之間間的溫差差因素產(chǎn)產(chǎn)生的預預應力損損失。2.6預預應力損損失1、什么么是預應應力損失失。由于張拉拉工藝和和材料特特性等原原因，從從張拉鋼鋼筋開始始直到構(gòu)構(gòu)件使用用的整個個過程中中，經(jīng)張張拉所建建立起來來的鋼筋筋預應力力因為各各種原因因?qū)е骂A預應力逐逐漸降低低，這種種現(xiàn)象稱稱為預應應力損失失。預應力損損失會影影響預應應力混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的的預壓效效果，甚甚至造成成預應力力混凝土土結(jié)構(gòu)的的失效，因此，不僅設(shè)設(shè)計時應應正確計計算預應應力損失失值，施施工中也也應采取取有效措措施減

53、少少預應力力損失值值。有效預應應力等于于張拉控控制應力力減去預預應力總總損失值值。預應應力總損損失值按按各種損損失分別別計算并并經(jīng)疊加加而得，但不得得小于：先張法法構(gòu)件為為1000N/mmm2，后張張法構(gòu)件件為800N/mmm2。2、預應應力損失失1）張拉拉端錨具具變形和和預應力力筋內(nèi)縮縮引起的的預應力力損失該項損失失是由于于經(jīng)過張張拉的預預應力鋼鋼筋被錨錨固在臺臺座或構(gòu)構(gòu)件上以以后，錨錨具、墊墊板與構(gòu)構(gòu)件之間間的縫隙隙被壓緊緊，以及及預應力力鋼筋在在錨具中中的滑動動，造成成預應力力鋼筋回回縮而產(chǎn)產(chǎn)生的預預應力損損失，用用表示。它既發(fā)生生于先張張法構(gòu)件件，也發(fā)發(fā)生于后后張法構(gòu)構(gòu)件中。減小該項項

54、損失的的措施有有：1）選擇擇變形小小或預應應力筋滑滑動小的的錨具、夾具，并盡量量減少墊墊板的數(shù)數(shù)量；2）對于于先張法法張拉工工藝，選選擇長的的臺座。臺座長長度超過過1000m時，可忽略略不計。2）預應應力筋的的摩擦引引起的預預應力損損失預應力筋筋的摩擦包括括與孔道道的摩擦擦、與張張拉端的的摩擦、在轉(zhuǎn)向向裝置處處的摩擦擦三種。與孔道道的摩擦擦引起的的摩擦損損失，使使預應力力隨距張張拉端的的距離的的增加而而減小，即離張張拉端越越遠損失失越大。當孔道道為曲線線時，摩摩擦損失失會更大大。只發(fā)生在在后張法法構(gòu)件中中。減少摩擦擦損失的的措施有有：1）采用用兩端張張拉；2）采用用“超張張拉”工工藝。開開始張

55、拉拉并使張張拉應力力達到11.055，并保保持約22分鐘，然后再再將張拉拉應力減減小到。3）混凝凝土加熱熱養(yǎng)護時時，預應應力筋與與承受拉拉力的設(shè)設(shè)備之間間的溫差差引起的的預應力力損失當先張法法構(gòu)件進進行蒸汽汽養(yǎng)護時時，隨著著鋼筋溫溫度升高高，其長長度也增增加（由由于新澆澆混凝土土尚未結(jié)結(jié)硬，不不能約束束鋼筋長長度的增增長），而臺座座長度固固定不變變，因此此張拉后后的鋼筋筋變松，預應力力鋼筋的的應力降降低。降降溫時混混凝土和和鋼筋已已粘結(jié)成成整體，二者一一起回縮縮，鋼筋筋的應力力不能恢恢復到原原來的張張拉應力力值。這種預應應力損失失只發(fā)生生在采用用蒸汽養(yǎng)養(yǎng)護的先先張法構(gòu)構(gòu)件中。減少溫差差損失的的

56、措施有有：1)蒸汽汽養(yǎng)護時時采用兩兩次升溫溫養(yǎng)護，即第一一次升溫溫至200，恒恒溫養(yǎng)護護至混凝凝土強度度達到7710NN/mmm2 時，再第二二次升溫溫至規(guī)定定養(yǎng)護溫溫度。2)在鋼鋼模上張張拉，將將構(gòu)件和和鋼模一一起養(yǎng)護護。此時時，由于于預應力力鋼筋和和臺座間間不存在在溫差，故00。4）預應應力筋的的應力松松馳引起起的預應應力損失失預應力鋼鋼筋應力力松馳引引起的預預應力損損失實際際上是鋼鋼筋的應應力松馳馳和徐變變引起的的預應力力損失的的統(tǒng)稱。所謂應應力松弛弛，是指指鋼筋在在高應力力作用下下，當長長度保持持不變時時，應力力隨時間間增長而而逐漸減減小的現(xiàn)現(xiàn)象。而而徐變則則是指鋼鋼筋在長長期不變變應

57、力作作用下，應變隨隨時間增增長而逐逐漸增大大的現(xiàn)象象。一般說來來，預應應力混凝凝土構(gòu)件件最初幾幾天松馳馳是主要要的。在在最初的的小時時內(nèi)大約約完成總總松馳值值的500，224小時時內(nèi)可以以完成880，以后逐逐漸減小小。到后后一階段段，當大大部分預預應力損損失出現(xiàn)現(xiàn)后，則則以鋼筋筋的徐變變?yōu)橹?。既發(fā)生在在先張法法構(gòu)件中中，也發(fā)發(fā)生在后后張法構(gòu)構(gòu)件中。減少的措措施有：1)采用用應力松松馳損失失較小的的鋼筋作作預應力力鋼筋；2)采用用“超張張拉”工工藝。5）混凝凝土收縮縮和徐變變引起的的預應力力損失收縮徐變變損失是是由于混混凝土的的收縮和和徐變使使構(gòu)件長長度縮短短，被張張緊的鋼鋼筋將會會產(chǎn)生回回縮而

58、導導致的預預應力損損失。此此項預應應力損失失是各項項損失中中最大的的一項，在直線線預應力力配筋構(gòu)構(gòu)件中約約占總損損失的550，在曲線線預應力力配筋構(gòu)構(gòu)件中約約占300左右右。收縮徐變變損失既既發(fā)生在在先張法法構(gòu)件中中，也發(fā)發(fā)生在后后張法構(gòu)構(gòu)件中。減少此項項損失的的措施有有：1)設(shè)計計時盡量量使混凝凝土壓應應力不要要過高；2)采用用高強度度等級水水泥，以以減少水水泥用量量，同時時嚴格控控制水灰灰比；3)采用用級配良良好的骨骨料，增增加骨料料用量，同時加加強振搗搗，提高高混凝土土密實性性；4)加強強養(yǎng)護，使水泥泥水化作作用充分分，減少少混凝土土的收縮縮。有條條件時宜宜采用蒸蒸汽養(yǎng)護護。6）用螺螺旋

59、式預應力力筋作配配筋的環(huán)環(huán)形構(gòu)件件由于混混凝土的的局部擠擠壓引起起的預應應力損失失該損失是是由于構(gòu)構(gòu)件環(huán)形形配筋時時，預應應力鋼筋筋將混凝凝土局部部壓陷，使構(gòu)件件直徑減減小而產(chǎn)產(chǎn)生的預預應力損損失。該該損失只只存在于于直徑dd3m的構(gòu)構(gòu)件，dd3m時。只發(fā)生在在后張法法構(gòu)件中中。2.7預應力力混凝土土構(gòu)件的的構(gòu)造措措施一、預應應力混凝凝土構(gòu)件件中鋼筋筋的布置置1、預應應力鋼筋筋1）布置置形式預應應力縱向向鋼筋的的布置形形式有兩兩種：直直線布置置和曲線線布置（圖1.4.66至圖11.4.9）。直線布布置主要要用于跨跨度和荷荷載較小小的情況況，如預預應力混混凝土板板就是采采用這種種布置形形式。直直

60、線布置置的主要要優(yōu)點是是施工簡簡單，既既可用于于先張法法構(gòu)件，又可用用于后張張法構(gòu)件件。曲線線布置多多用于跨跨度和荷荷載較大大的構(gòu)件件，如預預應力混混凝土梁梁就多采采用這種種布置形形式。曲曲線布置置一般用用于后張張法構(gòu)件件。后張法預預應力混混凝土構(gòu)構(gòu)件的預預應力縱縱向鋼筋筋采用曲曲線布置置時，其其預應力力鋼絲束束、鋼絞絞線束的的曲率半半徑不宜宜小于44m；對對折線配配筋的構(gòu)構(gòu)件，在在預應力力鋼筋彎彎折處的的曲率半半徑可適適當減小小。2）間距距及孔道道尺寸d為預應應力筋直直徑d為為孔道直直徑圖1.44.111先張法法預應力力筋間距距要求圖11.4.12 后張法法孔道間距距要求先張法構(gòu)構(gòu)件中預預應