叶见曙 结构设计原理 ( 第三版 ) 第 12 章预应力混凝土结构的概念 及其材料 Principle of Structure Design 叶见曙张娟秀马莹编
本章目录 12.1 概述 12.2 预加应力的方法与设备 12.3 3 预应力混凝土结构的材料 2
教学要求 深刻理解预应力混凝土结构的基本原理 了解预应力混凝土结构的分类 熟练掌握预加应力的先张法和后张法 了解预应力混凝土结构对材料的要求, 理解混凝 土 收缩和徐变 预应力钢筋的应力松弛概念 了解锚具类型 作用机理和预加应力的其他设备 3
12.1 概述 钢筋混凝土结构在使用中存在如下两个问题 : 1) 由于裂缝的存在, 不仅使构件刚度下降, 而且使得钢 筋混凝土构件不能应用于不允许开裂的场合 ; 2) 无法充分利用高强材料 靠增加钢筋混凝土构件的截面尺寸或增加钢筋用量的方法来控制构件的裂缝和变形是不经济的, 因为这必然使构件自重 ( 恒载 ) 增加, 特别是对于桥梁结构, 随着跨度的增大, 自重作用所占的比例也增大 钢筋混凝土结构在桥梁工程中的使用范围受到很大限制 4
预应力混凝土结构的基本原理 由配置预应力钢筋再通过张拉或其他方法建立预应力的结构, 就称为预应力混凝土结构 图 12-1 预应力混凝土结构基本原理图 a) 简支梁受均布荷载 q 作用 b) 预加力 N p 作用于梁上 c) 荷载 q 作用下的跨中截面应力分布图 d) 预加力 N p 作用下的跨中截面应力分布图 e) 梁在 q 和 N p 共同作用下的跨中截面应力分布图 预压力 N p 必须针对外荷载作用下可能产生的应力状态有计划地 施加 要有效地抵消外荷载作用所产生的拉应力, 不仅与 N p 的大小 p 有关, 而且也与 N p 所施加的位置 ( 即偏心距 e 的大小 ) 有关 5
配筋混凝土结构的分类 国内通常把全预应力混凝土 部分预应力混凝土和钢筋混 凝土结构总称为配筋混凝土结构系列 1) 国外配筋混凝土结构的分类 I 级 : 全预应力 在全部荷载最不利组合作用下, 正截面上混凝土不出现拉应力 ; II 级 : 有限预应力 在全部荷载最不利组合作用下, 正截面上混凝土允许出现拉应力, 但不超过其抗拉强度 ( 即不出现裂缝 ); 在长期持续荷载作用下, 混凝土不出现拉应力 ; III 级 : 部分预应力 在全部荷载最不利组合作用下, 构件正截面上混凝土允许出现裂缝, 但裂缝宽度不超过规定容许值 ; IV 级 : 钢筋混凝土结构 6
2) 国内配筋混凝土结构的分类 根据国内工程习惯, 我国对以钢材为配筋的配筋混凝土结 构系列, 采用按其预应力度分成全预应力混凝土 部分预应 力混凝土和钢筋混凝土等三种结构的分类方法 (1) 预应力度的定义 公路桥规 将受弯构件的预应力度(λ) 定义为由预加应力大小确定的消压弯矩 M 0与外荷载产生的弯矩 M s的比值, 即 预应力混凝土构件的预应力度 M 0 M s 消压弯矩, 也就是构件抗裂边缘预压应力抵消到零时的弯矩 按作用 ( 或荷载 ) 短期效应组合计算的弯矩值 7
(2) 配筋混凝土构件的分类 全预应力混凝土构件 在作用 ( 荷载 ) 短期效应组合 下控制的正截面受拉边缘不允许出现拉应力 ( 不得消压 ), 即 λ 1; 部分预应力混凝土构件 在作用 ( 荷载 ) 短期效应组 合下控制的正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝, 即 1> λ >0; 钢筋混凝土构件 不预加应力的混凝土构件,λ =0 8
(3) 部分预应力混凝土构件的分类 部分预应力混凝土构件就是指其预应力度介于以全预应 力混凝土构件和钢筋混凝土构件为两个界限的中间广阔领 域内的预应力混凝土构件 为了设计的方便, 公路桥规 又将在作用( 荷载 ) 短期效应组合下控制的正截面受拉边缘允许出现拉应力的部分预应力混凝土构件分为以下两类 : A 类 : 当对构件控制截面受拉边缘的拉应力加以限制时, 为 A 类预应力混凝土构件 ; B 类 : 当构件控制截面受拉边缘拉应力超过限值, 直到 出现不超过限值宽度的裂缝时, 为 B 类预应力混凝土构件 9
预应力混凝土结构的优缺点 (1) 提高了构件的抗裂度和刚度 (2) 可以节省材料, 减少自重 (3) 可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力 (4) 预应力可做为结构构件连接的手段, 促进了桥梁 结构新体系与施工方法的发展 预应力还可以提高结构的耐疲劳性能, 这对承受动荷 载的桥梁结构来说是很有利的 10
预应力混凝土结构施工工艺较复杂, 对施工质量要 求甚高, 同时需要有专门设备, 如张拉机具 孔道压浆 设备等, 先张法需要有张拉台座, 因而需要配备技术较 熟练的专业队伍 预应力混凝土结构主要缺点有 : (1) 预应力上拱度不易控制 预制梁存梁时间过久 再进行安装, 就可能因预应力作用使上拱度很大, 造成 桥面不平顺 (2) 预应力混凝土结构的开工费用较大, 对于跨径 小 构件数量少的工程, 成本较高 11
12.2 预加应力的方法与设备 预加应力的主要方法 1) 先张法 先张拉钢筋, 后浇筑构件混凝土的方法 图 12-2 先张法工艺流程示意图 a) 预应力钢筋就位, 准备张拉 b) 张拉并锚固, 浇筑构件混凝土 c) 松锚, 预应力钢筋回缩, 制成预应力混凝土构件 12
放张 ( 将临时锚固松开, 缓慢放松张拉力 ), 让预应力钢筋的回缩, 通过预应力钢筋与混凝土间的粘结作用, 传递给混凝土, 使混凝土获得预压应力 在台座上张拉预应力筋后浇筑混凝土并通过粘结力传递而建立预加应力的混凝土构件就是先张法预应力混凝土构件 13
2) 后张法 先浇筑构件混凝土, 待混凝土结硬后, 再张 拉预应力钢筋并锚固的方法 图 12-3 后张法工艺流程示意图 a) 浇筑构件混凝土, 预留孔道, 穿入预应力钢筋 b) 千斤顶支于混凝土构件上, 张拉预应力钢筋 c) 用锚具将预应力钢筋锚固后进行孔道压浆 14
在混凝土结硬后通过张拉预应力筋并锚固而建立 预加应力的构件称为后张法预应力混凝土构件 施工工艺不同, 建立预应力的方法也不同, 后张 法是靠工作锚具来传递和保持预加应力的 ; 先张法则 是靠粘结力来传递并保持预加应力的 15
锚具 1) 对锚具的要求 临时夹具 在制作先张法或后张法预应力混凝土构 件时, 为保持预应力筋拉力的临时性锚固装置 锚具 在后张法预应力混凝土构件中, 为保持预应 力的拉力并将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置 在设计 制造或选择锚具时应满足下列要求 : 受力安 全可靠 ; 预应力损失要小 ; 构造简单 紧凑, 制作方便, 用钢量少 ; 张拉锚固方便迅速, 设备简单 16
2) ) 锚具的分类 锚具的形式繁多, 按其传力锚固的受力原理, 可分为 : (1) 依靠摩阻力锚固的锚具 (2) 依靠承压锚固的锚具 (3) 依靠粘结力锚固的锚具 对于不同形式的锚具, 往往需要配套使用专门的张拉 设备 因此, 在设计施工中, 锚具与张拉设备的选择, 应 同时考虑 17
3) 目前桥梁结构中几种常用的锚具 (1) 锥形锚 锥形锚 ( 又称为弗式锚 ), 主要用于钢丝束的锚固 它由锚圈和锚塞 ( 又称锥销 ) 两部分组成 图 12-4 锥形锚具 a) 锥形锚具工作示意图 b) 锥形锚具剖面图 18
(2) 镦头锚 镦头锚主要用于锚固钢丝束, 也可锚固直径在 14mm 以下的预应力粗钢筋 钢丝的根数和锚具的尺寸依设计张 拉力的大小选定 图 12-5 镦头锚锚具工作示意图 19
(3) 钢筋螺纹锚具 当采用高强粗钢筋 ( 精轧螺纹钢筋 ) 作为预应力钢筋时, 可采用螺纹锚具固定 图 12-6 钢筋螺纹锚具 a) 轧丝锚具 b) 迪维达格锚具 20
(4) 夹片锚具 夹片锚具体系主要作为锚固钢绞线之用 1 钢绞线夹片锚 图 12-7 夹片锚具配套示意图 21
2 扁型夹片锚具 扁型夹片锚具是为适应扁薄截面构件 ( 如桥面板等 ) 预应力钢筋锚固的需要而研制的, 简称扁锚 (5) 固定端锚具 采用一端张拉时, 其固定端锚具, 除可采用与张拉端 相同的夹片锚具外, 还可采用挤压锚具和压花锚具 22
(6) 连接器 钢绞线束 N1 锚固后, 用来再连接钢绞线束 N 2 的, 称为 锚头连接器 ( 图 12-10a); 当两段未张拉的钢绞线束 N 1 N 2 需直接接长时, 则可采用接长连接器 ( 图 12-10b) 10b) 图 12-10 连接器构造 a) 锚头连接器 b) 接长连接器 23
12.2.4 预加应力的其他设备 1) 制孔器 (1) 抽拔橡胶管 在钢丝网胶管内事先穿入钢筋 ( 称 芯棒 ), 再将胶管 ( 连同芯棒一起 ) 放入模板内, 待浇筑 混凝土达到一定强度后, 抽去芯棒, 再拔出胶管, 则预留 孔道形成 (2) 螺旋金属波纹管 ( 简称波纹管 ) 在浇筑混凝土 之前, 将波纹管按预应力钢筋设计位置, 绑扎于与箍筋焊连的钢筋托架上, 再浇筑混凝土, 结硬后即可形成穿束的孔道 由聚丙烯或高密度聚乙烯制成的塑料波纹管制孔器 24
2) 孔道压浆用水泥浆及压浆机 在后张法预应力混凝土构件中, 预应力钢筋张拉锚固 后宜采用专用压浆料或专用压浆剂配制的水泥浆进行孔道 压浆, 以免钢筋锈蚀并使预应力钢筋与梁体混凝土结合为 一整体 普通压力压浆方法, 采用压浆泵将水泥浆在一定的压 力下压入孔道中 真空压浆方法, 采取对孔道进行抽真空处理后再注入 水泥浆, 是把真空吸浆技术与压浆方法相结合的方法, 故 又称真空辅助压浆法 25
(1) 水泥浆 为保证后张预应力孔道压浆的质量和耐久性, 所用水 泥浆的性能应具有以下特征 : 1 具有高流动性 ; 2 不泌水, 不离析, 无沉降 ; 3 适宜的凝结时间 ; 4 在塑性阶段具有良好地补偿收缩能力, 且硬化后产生微膨胀 ; 5 具有足够的强度 26
压浆用水泥浆的水胶比以 0.26~0.28 为宜 ; 拌合后 24h 自由泌水率都为 0 可在水泥浆中掺入适量膨胀剂, 使水泥浆在硬化过程中膨胀, 但其自由膨胀率应小于 3% 所用的水泥应采用性能稳定 强度等级不低于 42.5 级的低碱普通硅酸盐水泥 拌和用的水不应含有对预应力筋或水泥有害成分, 每升水不得含 350mg 以上的氯化物离子或任何一种有机 物, 宜采用符合国家卫生标准的清洁饮用水 27
水泥浆制备应采用高速搅拌机, 不得采用普通的砂 浆搅拌机 行业标准 公路桥涵施工技术规范 (JTG/T F50 2011) 规定采用转速应不低于 1000r/min 的搅拌机, 搅拌叶的形状应与转速相匹配, 其叶片的线速度不宜低 于 10m/s, 最高线速度宜限值在 20m/s 以内, 且应能满足 在规定的时间内搅拌均匀的要求 28
(2) 压浆机 是孔道灌浆的主要设备, 它主要由水泥浆 储浆桶和 压送浆液的压浆泵以及供水系统组成 压浆机应采用活塞式可连续作业的压浆泵, 其压力表 的最小分度值应不大于 0.1MPa, 最大量程应使实际工作 压力在其 25%~75% 的量程范围内 压浆泵需要的压力, 以能将水泥浆压入并充满孔道孔隙为原则, 一般在出浆口应先后排出空气 水 稀浆及浓浆 用于临时储存水泥浆的储料罐亦应具有搅拌功能, 且应设置网络尺寸应不大于 3mm 的过滤网 真空辅助压浆工艺中采用的真空泵应能达到 0.10MPa 的负压力 29
12.3 预应力混凝土结构的材料 混凝土 1) 强度要求 预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于 C40 高强混凝土, 一般系指采用水泥 砂石原料和常规工艺 配制, 依靠添加高效减水剂或掺加粉煤灰 磨细矿渣 F 矿 粉或硅粉等活性矿物材料, 使新拌混凝土具有良好的工作 性能, 并在硬化后具有高强度 高密实性的强度等级为高密实性的强度等级为 C50 及以上的混凝土 30
2) 收缩 徐变的影响及其计算 (1) 混凝土徐变变形 当混凝土所承受的持续应力 σ c 0.5ff ck 时, 其徐变应变值 ε c 与混凝土应力 σ c 之间, 存在着线性关系, 在此范围内 的徐变变形则称为线性徐变, 即 ε c =ε e, 则 徐变应变与弹性应变的比例系数, 一般称为徐变系数 ( 亦称徐变特征值 ) (12-1) c e 徐变应变值 加载 ( σc 作用 ) 时的弹性应变 ( 即急变 ) 值 31
公路桥规 建议的徐变系数计算式为 计算考虑时刻的混凝土龄期 (d) tt tt (12-2), 0 0 c 0 加载时的混凝土龄期 (d) 式中的 (t (,t 0 ) 称为加载龄期为 t 0, 计算考虑龄期为 t 时的 混凝土徐变系数 ; 0 为混凝土名义徐变系数, 按式 (12-3) 计算, 即 环境年平均相对湿度 (%) 其中 构件理论厚度 ( mm ),h=2a/µ ( mm ), A 为构件截面面积,µ 为构件与大气接触的周边长度 f t 0 RH cm 0 强度等级 C20~C50 RH f 1 RH RH 1 046. h h cm t 0 5.3 0 0 1 3 f f 0. 5 cm 0.1 1 cm0 t t 0. 2 0 1 混凝土在 28d 龄期时的平均立方体抗压强度 (MPa), f cm =0.8f cu,k +8MPa (12-3) (12-4) (12-5) (12-6) 32
式中取 RH 0 =100%, h 0 =100mm, t 1 =1d, f cm0 =10MPa, β c (t- t 0 ) 为加载后徐变随时间发展的系数 c t t t 0 t 1 t0 H tt0 t1 0.3 (12-7) RH 18 h H 1501 (1.2 ) 250 1500 (12-8) RH 0 h0 33
在实际桥梁设计中需考虑徐变影响或计算阶段预应力 损失时, 强度等级 C20~C50 混凝土的名义徐变系数 0 可按 表 12-1 值采用 混凝土名义徐变系数 0 表 12-1 1 40% RH<70% 70% RH<90% 加载龄期 (d) 理论厚度 h(mm) 理论厚度 h(mm) 100 200 300 600 100 200 300 600 3 3.90 3.50 3.31 3.03 2.83 2.65 2.56 2.44 7 3.33 3.00 2.82 2.59 2.41 2.26 2.19 2.08 14 2.92 2.62 2.48 2.27 2.12 1.99 1.92 1.83 28 256 2.56 230 2.30 217 2.17 199 1.99 186 1.86 174 1.74 169 1.69 160 1.60 60 2.21 1.99 1.88 1.72 1.61 1.51 1.46 1.39 90 2.05 1.84 1.74 1.59 1.49 1.39 1.35 1.28 注 :(1) 本表适用于一般硅酸盐类水泥或快硬水泥配制而成的混凝土 ; (2) 本表适用于季节性变化的平均温度 -20 ~+40 ; 32.4 (3) 本表数值系按 C40 混凝土计算所得, 对强度等级 C50 及以上混凝土, 表列数值应乘以 f ck, 式 中 fck 为混凝土轴心抗压强度标准值 (MPa); (4) 计算时, 表中年平均相对湿度 40% RH<70%, 取 RH=55%;70% RH<90%,RH=80%; (5) 构件的实际理论厚度和加载龄期为表列中间值时, 混凝土名义徐变系数可按直线内插法求得 34
混凝土的徐变系数值可按下列步骤计算 : 1 按式 (12-8) 计算, 计算时公式中的年平均相对湿度 RH, 当在 40% RH<70% 时, 取 RH=55%; 当在 70% RH< 90% 时, 取 RH=80%; H 1501 (1.2 RH RH 0 ) 18 h h 0 250 1500 2 根据计算徐变所考虑的龄期 t 加载龄期 t 0 及已算得的 β H, 按式 (12-7) 计算徐变发展系数 β c (t- t 0 ) ; c t 0 1 t0 H t t0 t1 t t t 0.3 35
3 根据 β c (t- t 0 ) 和表 12-1 所列名义徐变系数 ( 必要时用内插求得 ), 按式 (12-2) 计算徐变系数 (t,t 0 ) 当实际的加载龄期超过表 12-1 给出的 90d 时, 其混凝 土名义徐变系数可按 0 = 0 β(t 0 )/β(t 0 ) 求得 式中 0 为表 12-1 所列名义徐变系数,β(t 0 ) 和 β(t 0 ) 按式 (12-6) 计算, 其中 t 0 为表列加载龄期,t 0 为 90d 以外计算 所需的加载龄期 36
对于用硅酸盐水泥配制的中等稠度的普通混凝土, 在 要求不十分精确时, 其徐变系数终极值 (t u,t 0 ) 可按表 12-3 取 用 混凝土徐变系数终极值 t u,t 0 表 37
(2) 混凝土的收缩变形 混凝土收缩应变计算式为 计算考虑时刻的混凝土龄期 (d) 收缩开始时的龄期为 t s, 计算考虑的龄期为 t 时的收缩应变 名义收缩系数 t, t t t cs s cs0 s s 收缩开始时的混凝土龄期 (d), 可假定为 (3~7)d 收缩随时间发展的系数 (12-9) 依水泥种类而定的系数, 对一般的硅酸盐类水泥或快硬水泥,ββ sc = 5.0 cm RH cs0 s f 6 f [160 10 (9 f / f )] 10 s cm sc cm cm0 (12-10) (12-11) 与年平均相对湿度相关的系数 ; 当 40% RH<99% 时 RH RH 3 155 1.55 1 / RH 0 t t s t 1 2 s t ts 350 hh0 t ts t1 0.5 (12-12) 12) (12-13) 13) 38
在桥梁设计中, 当需要考虑收缩影响或计算阶段预应力损失时, 混凝土收缩应变值可按下列步骤计算 : 1 按式 (12-13) 计算从 t s 到 t t s 到 t 0 的收缩应变发展系 数 β s (t- t s ) 和 β s (t 0 - t s ) t t s t 1 2 st ts 350 hh0 t ts t1 0.5 当计算 β s (t 0 -t s ) 时, 式 (12-13) 中的 t 均改用 t 0 来计算 t 为计算收缩应变考虑时刻的混凝土龄期 (d); t 0 为桥梁 结构开始受收缩影响时刻或预应力钢筋传力锚固时刻的混凝土龄期 (d);t s 为收缩开始时 ( 养护期结束时 ) 的混凝土龄 期, 设计时可取 3~7d, t s t 0 t 39
按式 (12-14) 计算自 t 0 至 t 时的收缩应变值 ε cs (t u, t 0 ), 即 )] t t [ ( t t ) ( t t )] (12-14) cs, o cs0 s s s 0 s 对于强度等级 C20~C50 混凝土, 式中的名义收缩系数 ε cs0 可按表 12-2 所列数值采用 混凝土名义收缩系数 ε cs0 表 12-2 2 40% RH<70% 70% RH<90% 0.529 10 3 0.310 10 3 (1) 本表适用于一般硅酸盐类水泥或快硬水泥配制而成的混凝土 ; (2) 本表适用于季节性变化的平均温度 -20 ~+40 ; (3) 本表数值系按 C40 混凝土计算所得, 对强度等级为 C50 及以上混凝土, 表列数值应乘以 (32.4/f ck ) 1/2, 式中为混凝土轴心抗压强度标准值 (MPa); (4) 计算时, 表中年平均相对湿度 40% RH<70%, 取 RH=50%;70% RH<90%, 取 RH =80% 40
对于用硅酸盐水泥配制的中等稠度的普通混凝土, 在 要求不十分精确时, 其收缩应变终极值 ε cs (t u,t 0 ) 可按表 12-3 取用 混凝土收缩应变终极值 t u,t 0 表 41
3) 混凝土的配制要求与措施 (1) 严格控制水灰比 高强混凝土的水灰比一般宜在 0.25~0.35 范围之间 为增加和易性, 可掺加适量的高效减水剂 ( 2 ) 注意选用高强度级别水泥并宜控制水泥用量不大于 500kg/m 3 水泥品种以硅酸盐水泥为宜, 不得已需要采用矿碴水 泥时, 则应适当掺加早强剂, 以改善其早期强度较低的缺点 (3) 注意选用优质活性掺合料, 如硅粉 F 矿粉等, 尤其是硅 粉混凝土不仅可使收缩减小, 特别可使徐变显著减小 (4) 加强混凝土振捣与养护 混凝土在材料选择 拌制以及养护过程中还应考虑混凝土耐久性的要求 42
预应力钢材 预应力混凝土构件中设置有预应力钢筋和非预应力钢 筋 ( 即普通钢筋 ) 1) 对预应力钢筋的要求 (1) 强度要高 ; (2) 有较好的塑性 ; (3) 要具有与混凝土良好的粘结性能 ; (4) 应力松弛损失要小 在一定拉应力值和恒定温度下, 钢筋长度固定不变, 则钢筋中的应力将随时间延长而降低, 一般称这种现象为钢筋的松弛或应力松弛 43
2) 预应力钢筋的种类 (1) 高强度钢丝 优质碳素钢轧制通过拔线模或 ( 含碳量约为盘圆条 0.7%~1.4%) 轧辊经冷加工 高强度钢丝 ( 又称冷拉钢一次性消除消除应力丝, 以盘卷应力处理钢丝供货 ) 消除应力钢丝 低松弛钢丝 : 国家标准 预应力混凝土用纲丝 (GB/T5223-2002) 规定, 冷拉钢丝在塑性变形下 ( 轴应变 ) 进行的短时热处理的钢丝的钢, 是低松弛钢丝 ( 初始应力相当于 70% 公称抗拉强度时,1000 小时后应力松弛率不大于 2%) 普通松弛钢丝 : 冷拉钢丝通过矫直工序后在适当温度下进行短时热处理的钢丝, 是普通松弛钢丝 ( 初始应力相当于 70% 公称抗拉强度时,1000 小时后应力松弛率不大于 8%) 44
高强钢丝按其外形分为有光面钢丝 螺旋肋钢丝和刻 痕钢丝 图 12-12 几种常见的预应力高强钢丝 a) ) 光面钢丝 b) ) 螺旋肋钢丝 c) ) 三面刻痕钢丝 d) ) 无粘结钢丝束 我国生产的冷拉钢丝公称直径为 3mm~8mm, 消除应 力光圆及螺旋肋钢筋公称直径为 4mm~12mm 45
(2) 钢绞线钢绞线是由 2 3 或 7 根高强钢丝扭结而成并经消除内应力后的盘卷状钢丝束 图 12-13 几种常见的预应力钢绞线 a) 三股钢绞线 b) 七股钢绞线 c) 七股拔模钢绞线 d) 钢绞线名义直径 D 46
最常用的是由 6 根钢丝围绕一根芯丝顺一个方向扭结而成根芯丝顺 的七股钢绞线 芯丝直径常比外围钢丝直径大 5%~7%, 以 使各根钢丝紧密接触, 钢丝扭距一般为钢绞线公称直径的 12~16 倍 根据国家标准 GB/T 5224 2003 生产的钢绞线有两根 钢丝 三根钢丝和七根钢丝捻制的钢绞线三种规格, 其代号 分别为 1 2 1 3 和 1 7, 其抗拉强度标准值为 (1470~1960)MPa, 并依松弛性能不同分成普通钢绞线和低 松弛钢绞线两种 47
预应力钢绞线的产品标记由预应力钢绞线 结构代号 公称直径 强度级别和标准号组成 预应力钢绞线 1x7-15.20-1860-GB/T5224 2003, 15 1860 2003 表示公 称直径为 15.20mm, 强度级别为 1860MPa 的七根钢丝捻制的 标准型钢绞线, 其中公称直径为钢绞线外接圆直径的名义 尺寸 D n 48
钢筋 (3) 精轧螺纹钢筋 是一种热轧成沿钢筋纵向带有不连续的外螺纹的直条 钢筋在任意截面处均可用带有匹配形状的内螺纹的连 接器或锚具进行连接或锚固, 因此不需要再加工螺丝, 也 不需要焊接 目前, 这种高强钢筋仅用于中 小型预应力混凝土构 件或做为箱梁的竖向 横向预应力钢筋 49
按照我国国家标准 预应力混凝土用螺纹钢筋 (GB/T2065 2006), 精轧螺纹钢筋产品的公称直径 为 18mm~50mm, 该标准推荐使用的钢筋公称直径为 25mm 和 32mm 直径 精轧螺纹钢筋的公称直径是不含螺纹高度的基圆 50
3) 预应力钢筋的强度和变形 (1) 高强度钢丝和钢绞线 高强度钢丝和钢绞线试件单向 拉伸试验的典型应变 - 应变曲线如图 12-14 在试件拉应力达到其比例极限 ( 大约为其极限抗拉强度 σ b 的 0.65 倍 ) a 点之前, 拉应力 - 应变关系呈直线变化, 钢筋具有理想的弹性性质 图 12-14 高强度钢丝和钢绞线应力 - 应变曲线 51
超过曲线上的 a 点之后, 钢筋 的应力和应变持续增长, 但应力 - 应变关系已经偏离了 a 点之前的直 线关系, 且应力 - 应变曲线上没有 明显屈服流幅 到达极限拉强度 σ b ( 图 2-14 中 曲线的 b 点 ) 后, 出现钢筋的颈缩 现象, 应力 - 应变曲线出现下降段 至 c 点, 钢筋试件被拉断 图 12-14 高强度钢丝和钢绞线应力 - 应变曲线 52
对单向拉伸试验的应力 - 应变曲线上无明显 ( 屈服 ) 流 幅的高强度钢丝和钢绞线, 其力学性能的强度指标只有图 2-14 所示曲线 b 点所对应的抗拉强度 σ b 在工程设计计算中, 抗拉强度不能做为钢筋强度取值 的依据, 一般取残余应变为 0.2%( ( 图 12-14 中虚线所示 ) 所对应的应力 σ 0.2 做为强度限值, 称为条件屈服强度 53
(2) 精轧螺纹钢筋 精轧螺纹钢筋是采用热轧 轧后余热处理或热处理等 工艺生产的预应力混凝土用螺纹钢筋 与普通热轧钢筋相近, 精轧螺纹钢筋试件单向拉伸试验的应力 - 应变曲线具有明显的屈服点和流幅 54
Thank you! 55