材料与张锚体系(1)

1、第二章第二章 材料与张锚体系材料与张锚体系唐唐 兴兴 荣荣博博 士、教士、教 授授苏州科技学院土木工程学院苏州科技学院土木工程学院二二OO九年一月九年一月.第一节第一节 预应力材料预应力材料一、预应力钢材一、预应力钢材 预应力钢材的开展趋势：高强度、粗直径、低松弛和耐腐蚀预应力钢材的开展趋势：高强度、粗直径、低松弛和耐腐蚀1 1、金属预应力筋、金属预应力筋 碳素钢丝高强钢丝碳素钢丝高强钢丝直径直径3mm3mm 9mm9mm，抗拉强度标准值，抗拉强度标准值14701470、15701570、16701670、1770N/mm21770N/mm2 含碳量含碳量0.5%0.5%0.9%0.9%的优质高碳钢盘条经索氏体化处理、酸冼、镀铜或磷化后的优质高碳钢盘条经索氏体化处理、酸冼、镀铜或磷化后经几次冷拔而成经几次冷拔而成 高碳钢高碳钢 冷拔冷拔 冷拔钢丝冷拔钢丝 低温一般低于低温一般低于500500度矫直处理度矫直处理 矫直回火钢丝消除应力钢丝矫直回火钢丝消除应力钢丝 稳定化处理在一定温度稳定化处理在一定温度300300度和拉应力下进行应力消除回火度和拉应力下进行应力消除回火处理、然后冷却至常

2、温处理、然后冷却至常温 低松弛钢丝低松弛钢丝 另外，还有刻痕钢丝、镀锌钢丝等。另外，还有刻痕钢丝、镀锌钢丝等。.钢筋钢筋 热处理钢筋热处理钢筋 由由IVIV级钢经过调质热处理而成级钢经过调质热处理而成 直径为直径为6mm6mm、8.2mm8.2mm、10mm10mm 盘径盘径2 2米、开盘后自行伸直，每根长米、开盘后自行伸直，每根长100m100m120m120m 抗拉强度标准值抗拉强度标准值1470N/mm21470N/mm2 精轧螺纹钢筋只适用于直线预应力筋精轧螺纹钢筋只适用于直线预应力筋 用热轧方法在整根钢筋外表上轧出不带肋的螺纹外形的粗钢筋直径用热轧方法在整根钢筋外表上轧出不带肋的螺纹外形的粗钢筋直径25mm25mm、32mm32mm 螺锚固定螺锚固定+精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋+螺丝套筒连接螺丝套筒连接+精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋+螺锚固定螺锚固定 冷拉钢筋冷拉钢筋 普通低合金钢冷拉至钢筋强化阶段，然后卸载而成普通低合金钢冷拉至钢筋强化阶段，然后卸载而成 冷拉冷拉IIII级、冷拉级、冷拉IIIIII级、冷拉级、冷拉IVIV级，抗拉强度标准值级，抗拉强度标准值450 450 700

3、N/mm2 700N/mm2 GB50010-2002 GB50010-2002：预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可用热处理钢筋预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可用热处理钢筋 钢绞线钢绞线 多根多根2、3、7或或19股冷拔钢丝在绞线机上扭绞而成股冷拔钢丝在绞线机上扭绞而成 7股钢绞线是国内外应用最广泛的一种预应力筋股钢绞线是国内外应用最广泛的一种预应力筋.2 2、非金属预应力筋、非金属预应力筋 用纤维增强塑料用纤维增强塑料FRPFRP制成的预应力筋，主要有制成的预应力筋，主要有 碳纤维增强塑料碳纤维增强塑料Carbin-Fiber-Reinforced-Polymers,Carbin-Fiber-Reinforced-Polymers,简写简写CFRPCFRP 玻璃纤维增强塑料玻璃纤维增强塑料Glass-Fiber-Reinforced-Polymers,Glass-Fiber-Reinforced-Polymers,简写简写GFRPGFRP 纺纶纤维增强塑料纺纶纤维增强塑料A-Fiber-Reinforced-Polymers,A-Fiber-Reinforced-Pol

4、ymers,简写简写AFRPAFRP FRP FRP预应力筋的根本特点预应力筋的根本特点 抗拉强度高、抗腐蚀性能良好、重量小、热膨胀系数与混凝土接近、抗磁抗拉强度高、抗腐蚀性能良好、重量小、热膨胀系数与混凝土接近、抗磁性能好、耐疲劳性能优良、弹性模量小、抗剪强度低等性能好、耐疲劳性能优良、弹性模量小、抗剪强度低等 目前，目前，FRPFRP预应力筋以及预应力筋以及FRPFRP预应力筋混凝土结构的力学性能仍处于研究或预应力筋混凝土结构的力学性能仍处于研究或试用阶段，但试用阶段，但FRPFRP预应力筋在未来将具有广阔的应用前景预应力筋在未来将具有广阔的应用前景.3 3、非预应力筋、非预应力筋 预应力混凝土结构中的非预应力筋同钢筋混凝土结构中的钢筋预应力混凝土结构中的非预应力筋同钢筋混凝土结构中的钢筋 GB500102002 GB500102002：宜采用宜采用HRB400HRB400级钢筋、级钢筋、HRB335HRB335级钢筋，也可采用级钢筋，也可采用HPB235HPB235级钢筋和级钢筋和RRB400RRB400级钢筋级钢筋二、混凝土二、混凝土1 1、对混凝土的要求、对混凝土的要求 高强

5、度高强度 采用高强混凝土与高强预应力筋可充分发挥材料强度采用高强混凝土与高强预应力筋可充分发挥材料强度 具有较高的弹性模量具有较高的弹性模量 具有较高的抗拉强度，提高局部承压强度和粘结性能具有较高的抗拉强度，提高局部承压强度和粘结性能 GB50010-2002 GB50010-2002：预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C30C30 当采用预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等当采用预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于级不宜低于C40C40 低收缩、低徐变低收缩、低徐变 减小由混凝土收缩、徐变产生的预应力损失减小由混凝土收缩、徐变产生的预应力损失 有效地控制预应力混凝土结构的徐变变形有效地控制预应力混凝土结构的徐变变形 快硬、早强快硬、早强 可尽快施加预应力，加快施工进度，提高设备及模板的利用率可尽快施加预应力，加快施工进度，提高设备及模板的利用率 高效减水剂超塑化剂：磺化煤礁油系减水剂高效减水剂超塑化剂：磺化煤礁油系减水剂国内常用的商品高效减水剂国内常用的商品高效减水剂 树脂系减水剂树脂

6、系减水剂 .2 2、高性能混凝土、高性能混凝土 1990 1990年美国混凝土学会年美国混凝土学会ACIACI及美国国家标准和技术研究院及美国国家标准和技术研究院NISTNIST首次首次提出高性能混凝土提出高性能混凝土HPCHPC概念概念 High Performance Concrete(in short“HPC High Performance Concrete(in short“HPC)高性能混凝土高性能混凝土HPCHPC的定义的定义 美国混凝土学会美国混凝土学会ACIACI及美国国家标准和技术研究院及美国国家标准和技术研究院NISTNIST：具有所要求性能包括易灌注、易密实，不离析、能长期保持优越的力学具有所要求性能包括易灌注、易密实，不离析、能长期保持优越的力学性能，早期强度高、韧性好，体积稳定，在恶劣环境下使用寿命长等的性能，早期强度高、韧性好，体积稳定，在恶劣环境下使用寿命长等的均质混凝土。均质混凝土。美国战略性公路研究方案美国战略性公路研究方案SHRPSHRP：具有具有 最大水灰比为最大水灰比为0.350.35 最小耐久性系数为按照美国材料与试验协会最小耐久性系数为按照

7、美国材料与试验协会ASTMC666ASTMC666工序工序A A确定的确定的80%80%最小强度或为灌注后最小强度或为灌注后4h4h内达内达21Mpa21Mpa甚早强甚早强 或为或为24h24h内达内达34Mpa 34Mpa 高早强高早强 或为或为28d28d内达内达69Mpa 69Mpa 甚高强甚高强 高性能混凝土的特性高性能混凝土的特性 高性能混凝土根据耐久性与强度两方面要求，来选择确定混凝土组成材料高性能混凝土根据耐久性与强度两方面要求，来选择确定混凝土组成材料和配合比。与普通混凝土相比，和配合比。与普通混凝土相比，HPCHPC在组成与配合比方面有如下特点：在组成与配合比方面有如下特点：使用矿物掺和料硅灰、粒状高炉碱矿渣使用矿物掺和料硅灰、粒状高炉碱矿渣 低水胶比低水胶比 0.35 0.35 最大骨料粒径小最大骨料粒径小 高效减水剂与水泥的相容性好高效减水剂与水泥的相容性好.第二节第二节 孔道与灌浆材料孔道与灌浆材料一、留孔后张法预应力混凝土结构构件一、留孔后张法预应力混凝土结构构件 预留孔道的成孔方式预留孔道的成孔方式 抽拔式制孔器：橡胶管用钢丝网加劲抽芯在混凝土初凝期抽拔式制

8、孔器：橡胶管用钢丝网加劲抽芯在混凝土初凝期 埋入式制孔器：圆形金属波纹管波纹高度：单波纹为埋入式制孔器：圆形金属波纹管波纹高度：单波纹为2.5mm2.5mm，双波，双波纹为纹为3.5mm3.5mm，每节波纹管长度，每节波纹管长度4m 4m 6m 6m.国内后张法预应力混凝土结构构件大吨位曲线束、多跨连续曲线束和空间曲国内后张法预应力混凝土结构构件大吨位曲线束、多跨连续曲线束和空间曲线束的留孔法普遍采用线束的留孔法普遍采用波纹管波纹管留孔留孔.预留孔道的构造预留孔道的构造 孔道直径孔道直径=预应力钢筋束外径及需穿过孔道的锚具外径预应力钢筋束外径及需穿过孔道的锚具外径+10+10mmmm 15mm15mm 预制预应力构件孔道间的净距预制预应力构件孔道间的净距 2525mmmm；孔道至构件边缘的净距孔道至构件边缘的净距 2525mmmm，且且 孔道直径孔道直径/2/2 框架梁中曲线预应力钢筋束在竖直方向的净距框架梁中曲线预应力钢筋束在竖直方向的净距 1 1倍束径，水平方向净距倍束径，水平方向净距 1 1.5.5倍的束径；倍的束径；从孔壁算起的预应力钢筋保护层厚度：梁底从孔壁算起的预应力钢筋保

9、护层厚度：梁底 5050mmmm，梁侧梁侧 4040mmmm 塑料聚丙烯或高密度聚乙烯波纹管特点：塑料聚丙烯或高密度聚乙烯波纹管特点：耐腐蚀性好耐腐蚀性好 孔道摩擦损失小孔道摩擦损失小 有利于提高后张预应力结构的抗疲劳性能有利于提高后张预应力结构的抗疲劳性能.二、灌浆材料后张法有粘结预应力混凝土结构构件二、灌浆材料后张法有粘结预应力混凝土结构构件 灌浆孔、排气孔、排水孔与泌水管灌浆孔、排气孔、排水孔与泌水管 灌浆孔：进水泥浆灌浆孔：进水泥浆 排气孔：保证孔道内气流通畅以及水泥浆充满孔道，不形成死角排气孔：保证孔道内气流通畅以及水泥浆充满孔道，不形成死角 灌浆孔或排气孔一般设置在构件两端及跨中处，其孔距不宜大于灌浆孔或排气孔一般设置在构件两端及跨中处，其孔距不宜大于12m12m。在跨内最高点处应设在孔道上侧方，在跨内低点处应设在孔道下侧方在跨内最高点处应设在孔道上侧方，在跨内低点处应设在孔道下侧方 排水孔：排除灌浆前孔道内冲洗用水或养护时进入孔道内的水份排水孔：排除灌浆前孔道内冲洗用水或养护时进入孔道内的水份 设置在每跨曲线孔道的最低点，开口向下设置在每跨曲线孔道的最低点，开口向下 泌水

10、管：排除孔道灌浆后水泥浆的泌水，并可二次补水泥浆泌水管：排除孔道灌浆后水泥浆的泌水，并可二次补水泥浆 泌水管应设在每跨曲线孔道的最高点处，开口向上，露出梁面一般泌水管应设在每跨曲线孔道的最高点处，开口向上，露出梁面一般 500mm500mm。泌水灌与灌浆孔统一设置泌水灌与灌浆孔统一设置 孔道灌浆材料纯水泥浆孔道灌浆材料纯水泥浆 水灰比水灰比0.40.4 0.450.45，水泥浆的强度等级不低于，水泥浆的强度等级不低于M30M30。另外可在水泥浆中参加。另外可在水泥浆中参加少量的铝粉，使水泥浆在硬化过程中膨胀其膨胀率不大于少量的铝粉，使水泥浆在硬化过程中膨胀其膨胀率不大于5%5%.第三节第三节 预应力张锚体系预应力张锚体系 夹具与锚具夹具与锚具 夹具：用于临时锚固先张法预应力筋、可重复使用的锚具夹具：用于临时锚固先张法预应力筋、可重复使用的锚具 锚具：用于后张法预应力混凝土结构，永久锚固在结构构件上的锚具锚具：用于后张法预应力混凝土结构，永久锚固在结构构件上的锚具 对锚具的要求对锚具的要求 设计、制作、选择和使用锚具时，应满足以下几项要求：设计、制作、选择和使用锚具时，应满足以下几项要求

《材料与张锚体系(1)》由会员资****亨分享，可在线阅读，更多相关《材料与张锚体系(1)》请在金锄头文库上搜索。