第一章预应力.ppt
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1、现代预应力设计,参考书:现代预应力混凝土结构,中国建筑出版社,杜拱辰著 1988.9现代预应力设计,中国建筑工业出版社,吕志涛等编著1998年 12 月3.预应力混凝土结构设计,中国铁道出版社,林同炎著 1983.3 译本,第一章 预应力总论,1.1 预应力结构的定义 普通混凝土存在的问题 混凝土抗拉强度低,带裂缝工作。在防渗、抗腐蚀时易出现问题。为满足变形和裂缝要求,截面尺寸,自重过大。不能充分利用高强度钢筋 国外最常用的定义为:在结构承受外荷载之前,预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力,以改善结构使用性能的这种结构形式为预应力结构。,预应力的例子,1.2预应力结构的发展简史 1.2.1
2、国外预应力结构的发展初期阶段1886年前后,加利福尼亚旧金山工程师杰克森申请了在混凝土拱内进行钢筋张拉作楼板的专利1888年,德国的陶林取得了加有预应力的钢丝浇入混凝土中以制作板和梁的专利,这也是采用预应力筋制作混凝土预制构件的首次创意1908年,美国的斯坦纳提出了二次张拉的建议1925年,美国的迪尔试用无粘结的做法,工程实用阶段 1928年法国工程师弗莱西奈指出了预应力混凝土必须采用高强钢材和高强混凝土,这一点对预应力混凝土的发展在理论上起到了关键性的作用。1939 年,弗莱西奈发明了短部锚固用的锥形契等,在工艺上提供了切实可行的方法,使预应力结构得到工程应用的真正推广。40 年代,弗莱西奈
3、 设计跨越法国马恩河,孔径为55 m 的 预应力桥,人们才接受预应力损失可以控制和计算的见解。,迅速发展阶段 40年代:大规模的预应力混凝土的推广,是第二次世界大战结束后,由于西欧对工业、交通、城市建设急待恢复和重建,钢材供应十分紧张的情况下,原先钢结构的工程纷纷改为预应力混凝土结构,应用范围,也从桥梁、工厂扩大到土木、建筑工程的各个领域。1.2.2 我国预应力的发展 我国预应力混凝土是在五十年代中期开始发展的,预应力技术在我国桥梁建设中发展较快。应为当时的公路和铁路桥梁大量采用标准化的后张预应力梁。近二三十年来,预应力混凝土的应用逐步扩大到居住建筑、大跨和大空间公共建筑、高层建筑、高耸建筑和
4、地下结构等各个领域。,1.3现代预应力结构体系 1.3.1房屋建筑结构预应力混凝土框架结构:预应力混凝土框架结构是预应力结构中运用最广泛的结构形式。,上海色织四厂六层双跨框架结构我国最早的预应力混凝土框架结构,深圳车港1#楼结构为大跨度的预应力梁板结构,是我国柱网尺寸最大的预应力工程,预应力混凝土平板结构:一般这种结构预应力筋为无粘结形式,因此又常称为无粘结预应力平板结构。,广州国际大厦筒中筒结构从第7层到63层均为无粘结预应力混凝土平板结构,同济大学设计的上海福源商厦,所有楼板均为无粘结预应力混凝土平板结构,预应力在高层建筑中应用,预应力在高层建筑中应用,预应力门架结构:预应力门架结构的特点
5、是,梁柱合一,结构简单,施工方便。适用于大跨度、大柱网的工业厂房。预应力混凝土转换层结构,预应力钢结构体系,桁架结构、空间钢结构:可以改善结构的内力分布,减小变形。预应力钢混凝土组合结构,预应力砌体结构。预应力可以增加砌体结构的抗弯和抗剪承载力,提高砌体结构的变形能力与延性从而改善砌体结构的抗震性能。,北京西客站主站房为钢行架结构,1.3.2桥梁工程 与建筑结构相比大多数的桥梁结构均采用的是预应力结构,有预应力刚构桥、预应力简支和连续梁桥、预应力拱桥、预应力斜拉和悬索桥。,润杨大桥主跨部分为预应力悬索桥,副跨为预应力斜拉桥,南京长江二桥预应力索塔试验,预应力连续刚构桥施工,斜拉索张拉计算简图,
6、1.3.3预应力特种结构 储液池、仓筒、安全壳、看台建筑和高耸建筑1.3.4路面结构1.3.5加固改造结构优点:加固改造后与原结构的整体工作性比较好,同时施工也较方便用的最多的是体外预应力来加固。预应力加固改造的主要目的有以下几个方面:1.恢复和提高结构的承载力和刚度2.托梁抽柱3.加层改造,1.4预应力混凝土原理美国混凝土协会(ACI)的定义为:预应力混凝土是根据需要人为的引入某一数值与分布的内应力,用以部分和全部抵消外荷载应力的一种加筋混凝土。杜拱辰书上重新定义为:预应力混凝土是按照需要预先引入某种量值与分布的内应力,以局部或全部抵消使用荷载应力的一种混凝土。,预应力基本原理,预应力混凝土
7、特点简单的可以概括为两句话:1.在结构物内产生希望得到的应变和应力。2.抵消不希望出现得应力和应变。在预应力混凝土中,钢筋是预先拉长以防止在使用荷载下过分伸长,而混凝土是受压防止在拉应力下开裂,可以说预应力混凝土结构实现了钢筋和混凝土两种材料得理想结合。林同炎老先生的预应力混凝土结构设计书中,用三种不同的概念分析了预应力混凝土的性能。,(19122003),1912年生于中国福建省福州市。1931年毕业于交通大学唐山学院,1933年获美国加州柏克利大学硕士学位,并获国内外四所大学名誉博士学位。19461976他任美国加州柏克利大学教授,结构工程系主任,1967年当选为美国工程研究院院士。199
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