预应力混凝土讲义
一．概述 —— 预应力混凝土的学科地
位
? 19世纪 20年代，水泥发明，混凝土问世。混凝土抗压
强度高，就地取材，易于成型，但抗拉强度低，应用
受到限制．
? 19世纪中叶，出现了钢筋混凝土。在钢筋混凝土结构
中，由钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了二者
的优点。
? 到 20世纪初，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个
领域．
? 到 20世纪 30年代又出现了预应力混凝土，预应力混凝
土的抗裂性优于钢筋混凝土，用途更加广泛。
? 土木工程随之进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统
治地位的历史时期 —— 混凝土时代，混凝土的产量成
为衡量一个国家发达水平的指标．
? 土木工程历史上有过三次大的飞跃：
1、砖瓦的出现 —— 第一次飞跃，用 砖瓦代替泥土、木
材（土木二词来源于此） ；
2、钢材的应用 —— 第二次飞跃,用钢材建造房屋和桥
梁 ；
3、混凝土的兴起 —— 第三次飞跃，混凝土广泛应用于
土木工程的各个领域,
二．预应力混凝土的概念
? 1．为什么要施加预应力？
? ２．怎样施加预应力？
? ３．预应力混凝土的解释,
? ４．预应力混凝土的效果,
? 普通混凝土容易开裂
１,混凝土是一种, 压强拉弱, 的建筑材料 1/10；
２,极限拉应变 0.1-0.15× 10-3，相应的钢筋应力
20-30Mpa；
３,配筋可以改善混凝土的抗裂性能，但作用有
限。轴心受拉构件的开裂变形：
? 不能采用高强度钢筋
裂缝、挠度与应变成正比,钢筋强度越高，裂
缝、挠度越大
? 结论
为了控制裂缝，应用高强度钢筋，必须施加预
应力
? 先张法
先张拉钢筋，后浇灌混凝土构件。
先张法施工的 3个阶段：
、张拉钢筋；
、浇灌混凝土和养护；
、放松钢筋建立预应力。
? 后张法
１．先浇灌混凝土构件，后张拉钢筋
２．后张法施工的 3个阶段：
a、构件制作和养护；
b、张拉钢筋建立预应力；
c、灌浆和锚头处理。
３．有粘结、无粘结
４．直线预应力筋、曲线预应力筋
５．纵向张拉、横向张拉
? 其他
电热法, 膨胀混凝土
? 中、小型预应力构件一般采用先张法，
大型预应力构件一般采用后张法
? 1．控制混凝土的应力的
一种手段
,在梁承受外荷载之前，使
混凝土有一种 预先的应力,以
将外荷载引起的应力抵消到希
望的程度
ｂ, 选择，控制混凝土的应力，
可使,
? 控制钢筋的应变的一种
手段
a,在梁承受外荷载之前，使钢
筋有一个 预先的应变,以将
外荷载引起的裂缝和挠度减
小到希望的程度
b,选择，控制钢筋的应变，可
使,
? 控制荷载的一种手段
a.在梁承受外荷载之前，使梁有
一个 预先的荷载,以将外荷
载的效应抵消到希望的程度
b.选择，控制梁的荷载，可使,
? 1.大幅度提高混凝土构件的抗裂能力，改善结
构的耐久性；
? 2.可以有效地利用高强度钢筋和高强度混凝土，
有利于减轻结构自重；
? 3.提高混凝土构件的刚度，减小了变形，提高
了混凝土结构的跨越能力．
三, 预应力混凝土结构的材料
与张拉机具
? １．混凝土
预应力混凝土结构应采用 高强度、低徐变、低收
缩的混凝土,
C30；当预应力钢筋采
用钢绞线、钢丝和热处理钢筋时不低于 C40．
? ２,预应力钢筋
,预应力混凝土用钢丝, GB/T5223-95和, 预应力混
凝土用 钢绞线, GB/T5224-95
ｂ．预应力混凝土结构的预应力钢筋应采用 高强度、低松弛的钢
筋
? 3．灌浆材料
灌浆材料一般采用纯水泥浆，水泥浆强度等级
不低于 M20，水灰比为 0.40-0.45，灌浆压力为
0.4MPa
? ４．锚具
? 国家标准, 预应力筋用锚具、夹具与连接器, GB/T14370-98
a.钢绞线锚具 —— HVM（ OVM）群锚体系
b.钢丝锚具
c.钢筋锚具
d.张拉设备 —— YCWB系列千斤顶
? HVM锚具总成
? HVM张拉端 —— 圆形锚
工作锚板、夹片、锚垫板、螺旋筋、波纹管
? HVM固定端 —— H型压花锚、约束环及 YH3压花机
? HVM固定端 —— P型挤压锚及 GYJ挤压机
? HVM张拉端 —— BM型扁锚
? 工程例子
? 锥形锚具
1.DM-60,2,DXM-60,3.DM-120,4,DXM-120
? 镦头锚具
镦头锚 张拉锚固示意图
1.千斤顶,2.工具螺母,3.工具拉杆,4.锚环,5.螺母,6.钢丝束
? 工程例子
? 钢筋锚具
? 张拉设备 —— YCWB系列千斤顶
§ 11.4预应力混凝土构件的计算要求
1,预应力混凝土构件的 计算要求
预应力混凝土构件除应根据使用条件进行承
载力计算及变形、抗裂,裂缝宽度和应力验
算外，尚应按具体情况对制作、运输、吊装等
施工阶段进行验算。
2、张拉控制应力
张拉控制应力高, 构件的开裂弯矩大, 刚度
大, 开裂弯矩接近屈服弯矩, 破坏预兆不明显,
张拉钢筋时可能会出现断丝现象, 构件反拱大,
预拉区可能会出现裂缝 。 张拉控制应力低, 构
件的开裂弯矩小, 预应力效果差, 构件的性能
接近普通钢筋混凝土 。
要合理的选择张拉控制应力 。 在满足变形和
裂缝要求的条件下, 张拉控制应力不宜过高 。
全预应力 —— 使用阶段受拉区不出现拉应力；
部分预应力 —— 使用阶段受拉区出现拉应力或裂
缝；
鼓励部分预应力。
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预应力钢筋的张拉控制应力值,不宜超过表
6.1.3的数值，且不小于 0.4。
表 6.1.3 张拉控制应力值限值
钢筋品种 先张法 后张法
钢绞线、钢
丝
0.75 0.75
热处理钢筋
一．概述 —— 预应力混凝土的学科地
位
? 19世纪 20年代，水泥发明，混凝土问世。混凝土抗压
强度高，就地取材，易于成型，但抗拉强度低，应用
受到限制．
? 19世纪中叶，出现了钢筋混凝土。在钢筋混凝土结构
中，由钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了二者
的优点。
? 到 20世纪初，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个
领域．
? 到 20世纪 30年代又出现了预应力混凝土，预应力混凝
土的抗裂性优于钢筋混凝土，用途更加广泛。
? 土木工程随之进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统
治地位的历史时期 —— 混凝土时代，混凝土的产量成
为衡量一个国家发达水平的指标．
? 土木工程历史上有过三次大的飞跃：
1、砖瓦的出现 —— 第一次飞跃，用 砖瓦代替泥土、木
材（土木二词来源于此） ；
2、钢材的应用 —— 第二次飞跃,用钢材建造房屋和桥
梁 ；
3、混凝土的兴起 —— 第三次飞跃，混凝土广泛应用于
土木工程的各个领域,
二．预应力混凝土的概念
? 1．为什么要施加预应力？
? ２．怎样施加预应力？
? ３．预应力混凝土的解释,
? ４．预应力混凝土的效果,
? 普通混凝土容易开裂
１,混凝土是一种, 压强拉弱, 的建筑材料 1/10；
２,极限拉应变 0.1-0.15× 10-3，相应的钢筋应力
20-30Mpa；
３,配筋可以改善混凝土的抗裂性能，但作用有
限。轴心受拉构件的开裂变形：
? 不能采用高强度钢筋
裂缝、挠度与应变成正比,钢筋强度越高，裂
缝、挠度越大
? 结论
为了控制裂缝，应用高强度钢筋，必须施加预
应力
? 先张法
先张拉钢筋，后浇灌混凝土构件。
先张法施工的 3个阶段：
、张拉钢筋；
、浇灌混凝土和养护；
、放松钢筋建立预应力。
? 后张法
１．先浇灌混凝土构件，后张拉钢筋
２．后张法施工的 3个阶段：
a、构件制作和养护；
b、张拉钢筋建立预应力；
c、灌浆和锚头处理。
３．有粘结、无粘结
４．直线预应力筋、曲线预应力筋
５．纵向张拉、横向张拉
? 其他
电热法, 膨胀混凝土
? 中、小型预应力构件一般采用先张法，
大型预应力构件一般采用后张法
? 1．控制混凝土的应力的
一种手段
,在梁承受外荷载之前，使
混凝土有一种 预先的应力,以
将外荷载引起的应力抵消到希
望的程度
ｂ, 选择，控制混凝土的应力，
可使,
? 控制钢筋的应变的一种
手段
a,在梁承受外荷载之前，使钢
筋有一个 预先的应变,以将
外荷载引起的裂缝和挠度减
小到希望的程度
b,选择，控制钢筋的应变，可
使,
? 控制荷载的一种手段
a.在梁承受外荷载之前，使梁有
一个 预先的荷载,以将外荷
载的效应抵消到希望的程度
b.选择，控制梁的荷载，可使,
? 1.大幅度提高混凝土构件的抗裂能力，改善结
构的耐久性；
? 2.可以有效地利用高强度钢筋和高强度混凝土，
有利于减轻结构自重；
? 3.提高混凝土构件的刚度，减小了变形，提高
了混凝土结构的跨越能力．
三, 预应力混凝土结构的材料
与张拉机具
? １．混凝土
预应力混凝土结构应采用 高强度、低徐变、低收
缩的混凝土,
C30；当预应力钢筋采
用钢绞线、钢丝和热处理钢筋时不低于 C40．
? ２,预应力钢筋
,预应力混凝土用钢丝, GB/T5223-95和, 预应力混
凝土用 钢绞线, GB/T5224-95
ｂ．预应力混凝土结构的预应力钢筋应采用 高强度、低松弛的钢
筋
? 3．灌浆材料
灌浆材料一般采用纯水泥浆，水泥浆强度等级
不低于 M20，水灰比为 0.40-0.45，灌浆压力为
0.4MPa
? ４．锚具
? 国家标准, 预应力筋用锚具、夹具与连接器, GB/T14370-98
a.钢绞线锚具 —— HVM（ OVM）群锚体系
b.钢丝锚具
c.钢筋锚具
d.张拉设备 —— YCWB系列千斤顶
? HVM锚具总成
? HVM张拉端 —— 圆形锚
工作锚板、夹片、锚垫板、螺旋筋、波纹管
? HVM固定端 —— H型压花锚、约束环及 YH3压花机
? HVM固定端 —— P型挤压锚及 GYJ挤压机
? HVM张拉端 —— BM型扁锚
? 工程例子
? 锥形锚具
1.DM-60,2,DXM-60,3.DM-120,4,DXM-120
? 镦头锚具
镦头锚 张拉锚固示意图
1.千斤顶,2.工具螺母,3.工具拉杆,4.锚环,5.螺母,6.钢丝束
? 工程例子
? 钢筋锚具
? 张拉设备 —— YCWB系列千斤顶
§ 11.4预应力混凝土构件的计算要求
1,预应力混凝土构件的 计算要求
预应力混凝土构件除应根据使用条件进行承
载力计算及变形、抗裂,裂缝宽度和应力验
算外，尚应按具体情况对制作、运输、吊装等
施工阶段进行验算。
2、张拉控制应力
张拉控制应力高, 构件的开裂弯矩大, 刚度
大, 开裂弯矩接近屈服弯矩, 破坏预兆不明显,
张拉钢筋时可能会出现断丝现象, 构件反拱大,
预拉区可能会出现裂缝 。 张拉控制应力低, 构
件的开裂弯矩小, 预应力效果差, 构件的性能
接近普通钢筋混凝土 。
要合理的选择张拉控制应力 。 在满足变形和
裂缝要求的条件下, 张拉控制应力不宜过高 。
全预应力 —— 使用阶段受拉区不出现拉应力；
部分预应力 —— 使用阶段受拉区出现拉应力或裂
缝；
鼓励部分预应力。
con?ptkf
预应力钢筋的张拉控制应力值,不宜超过表
6.1.3的数值，且不小于 0.4。
表 6.1.3 张拉控制应力值限值
钢筋品种 先张法 后张法
钢绞线、钢
丝
0.75 0.75
热处理钢筋
