[知识点]
1.预应力混凝土的基本概念,预应力混凝土的应用与发展。
2.预应力张拉工艺及其受力特点,预应力锚具及预应力混凝土材料。
3.张拉控制应力的概念、取值方法;预应力损失值计算、产生原因及减少预应力损失的措施;局部受压的计算方法。
4.预应力轴心受拉构件:各受力阶段:先张法和后张法钢筋和混凝土的应力计算,换算截面和净截面的建立,消压轴力和开裂轴拉力计算式的建立,抗裂验算方法,及使用阶段、施工阶段的承载力计算。
5.预应力受弯构件:各阶段的截面应力分析及承载力计算、变形验算、抗裂度验算、裂缝宽度验算等。
[理论目标]
1.了解预应力混凝土的基本概念和分类;
2.熟悉预应力损失及计算原理;
3.掌握轴心受拉构件和受弯构件各阶段的受力分析及计算原理;
4.熟悉预应力混凝土构件的施工工艺及构造要求。
[实践目标]
1.掌握张拉控制应力及预应力损失计算方法;
2. 掌握预应力轴心受拉构件承载力计算方法与步骤;
3.掌握预应力受弯构件承载力和变形计算方法与步骤。
[学习重点]
1.预应力混凝土的概念。
2.张拉控制应力,预应力损失。
3.轴心受拉构件承载力计算,正常使用阶段抗裂验算,施工阶段验算。
4.受弯构件承载力计算,正常使用阶段裂缝宽度和挠度验算,施工阶段验算。
[学习难点]
1.预应力损失的计算。
2.构件各阶段的应力分析和承载力的计算。
[学习指南]
钢筋混凝土构件在工程应用中的主要问题是正常使用阶段构件受拉区出现裂缝,即抗裂性能差,刚度小、变形大,不能充分利用高强钢材,适用范围受到一定限制等。预应力混凝土主要是改善了构件的抗裂性能,使正常使用阶段可以做到混凝土不受拉或不开裂(裂缝控制等级为一级或二级),因而适用于大跨度防水、抗渗要求的特殊环境以及重荷载的结构。
在建筑结构及一般工程结构中,通常是通过张拉预应力钢筋给混凝土施加预压应力的。根据施工时张拉预应力钢筋与浇筑构件混凝土两者的先后次序不同,分为先张法和后张法两种,应很好掌握这两种方法的特点和各阶段受力分析方法。先张法依靠预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力,在构件端部有一预应力传递长度;后张法依靠锚具传递预应力,端部处于局部受压的应力状态。
预应力混凝土与钢筋混凝土相比要考虑更多问题,其中包括张拉控制应力取值应适当,必须采用高强度钢筋和高强度等级的混凝土,以及使用锚、夹具,对施工技术要求更高等。
预应力混凝土构件在外荷载作用后的使用阶段,两种极限状态的计算内容与钢筋混凝土构件类似;为了保证施工阶段构件的安全性,应进行相关的计具,对后张法构件还应计算构件端部的局部受压承载力。
预应力钢筋的预应力损失的大小,关系到在构件中建立的混凝土有效预应力的水平,应了解产生各项预应力损失的原因,掌握预应力损失的分析与什算方法以及减小各项损失的措施。由于损失的发生是有先后的,为了求出特定时刻的混凝土预应力,应进行预应力损失的分阶段组合。掌握先张法和后张法各有哪几项损失,以及哪几项属于第一批或第二批损失。认识各项损失沿构件长度方向的分布,从而对构件内有效预应力沿构件长度的分布有清楚的认识。
对预应力混凝土轴心受拉构件受力全过程截面应力状态的分析,得出几点重要结论,并推广应用于预应力混凝土受弯构件,使应刀计算概念更加简单易记。计算预应力钢筋和非预应力钢筋应力时.只要知道该钢筋与混凝土粘结在换算截面一起协调变形的起点应力状态,就可以方便地写出其后任一时刻的钢筋应力(扣除损失,再考虑混凝土弹性伸缩引起的钢筋应力变化),而不依赖于任何中间过程。
对预应力混凝土轴心受拉和受弯构件,使用阶段两种极限状态的具体计算内容的理解,应对照相应的普通钢筋混凝土构件,注意预应力构件计算的特殊性,施加预应力对计算的影响。对于施工阶段(制作、运输、安装),须考虑此阶段构件内已存在预应力,为防止混凝土被压坏或产生影响使用的裂缝等,应进行有关的计算。