第14讲.预应力材料与机具

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1、土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院第第5章章 预应力工程预应力工程第第14讲讲 预应力材料与机具预应力材料与机具第第15讲讲 预应力施工预应力施工土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院第第14讲讲预应力材料及机具预应力材料及机具第第5 5章章 预应力工程预应力工程 1 概述概述 2 预应力钢筋预应力钢筋 3 预应力锚固体系预应力锚固体系 4 张拉机具张拉机具 5 一般规定一般规定挤压器挤压器 墩头机墩头机高压油泵高压油泵 千斤顶千斤顶 JPM夹片式锚具夹片式锚具挤压式锚具挤压式锚具 螺母锚具螺母锚具压花机压花机土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2 预应力钢筋预应力钢筋 预应力钢筋

2、宜采用预应力钢筋宜采用螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松螺旋肋钢丝、刻痕钢丝和低松驰钢铰线驰钢铰线，也可采用热处理钢筋。，也可采用热处理钢筋。 预应力钢筋是指预应力钢筋是指在预应力结构中用于建立预加在预应力结构中用于建立预加应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋应力的单根或成束的预应力钢丝、钢绞线或钢筋等等。 冷拔低碳钢丝冷拔低碳钢丝和和冷拉钢筋冷拉钢筋由于存在残余应力、屈由于存在残余应力、屈强比低，已逐渐为螺旋肋钢丝、刻痕钢丝或强比低，已逐渐为螺旋肋钢丝、刻痕钢丝或13钢绞线所钢绞线所取代，不再作为预应力钢筋使用。取代，不再作为预应力钢筋使用。第第1414讲讲 预应力材料与机具预应力材料与机具共

3、共63页页 第第7页页土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2.1 预应力钢丝预应力钢丝 螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模冷拔使钢丝螺旋肋钢丝是通过专用拔丝模冷拔使钢丝表面沿长度方向产生规则间隔肋条的钢丝。直表面沿长度方向产生规则间隔肋条的钢丝。直径为径为49mm，标准抗拉强度，标准抗拉强度15701770 N/mm2。螺旋肋能增加与砼的握裹力，可用于。螺旋肋能增加与砼的握裹力，可用于先张法先张法构件。构件。2.1.1 螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝外形螺旋肋钢丝外形 螺旋肋钢丝近照螺旋肋钢丝近照2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第8页页土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2.1.2

4、 刻痕钢丝刻痕钢丝 刻痕钢丝是用冷轧或冷拔方法刻痕钢丝是用冷轧或冷拔方法使钢丝表面产生周期性变化的凹痕使钢丝表面产生周期性变化的凹痕或凸纹的钢丝。直径为或凸纹的钢丝。直径为5、7 mm，标准抗拉强度标准抗拉强度1570 N/mm2。钢丝表。钢丝表面的凹痕或凸纹能增加与砼的握裹面的凹痕或凸纹能增加与砼的握裹力，可用于力，可用于先张法先张法构件构件。三面刻痕钢丝外形三面刻痕钢丝外形 刻痕钢丝近照刻痕钢丝近照刻痕钢丝刻痕钢丝2.1 2.1 预应力钢丝预应力钢丝共共63页页 第第9页页土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2.2 预应力钢绞线预应力钢绞线 钢绞线是由多根碳素钢丝在绞线机上成螺旋形纹合

5、，钢绞线是由多根碳素钢丝在绞线机上成螺旋形纹合，并经低温回火消除应力制成。钢绞线的整根破断力大、柔并经低温回火消除应力制成。钢绞线的整根破断力大、柔性好，施工方便，具有广阔的发展前景。但价格比钢丝贵。性好，施工方便，具有广阔的发展前景。但价格比钢丝贵。钢绞线可分为钢绞线可分为光面钢绞线光面钢绞线、无粘结钢绞线无粘结钢绞线、模拔钢绞线模拔钢绞线、镀锌钢绞线镀锌钢绞线、环氧涂层钢绞线环氧涂层钢绞线、不锈钢钢绞线不锈钢钢绞线等。等。预应力钢绞线预应力钢绞线光面预应力光面预应力钢绞线钢绞线2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第10页页土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2.2.1 光面预应

6、力钢绞线光面预应力钢绞线 常用光面钢绞线的规格有常用光面钢绞线的规格有13和和17两种，直径为两种，直径为8.615.2mm，标准抗拉强度，标准抗拉强度15701860N/mm2。后张法后张法预应力均采用预应力均采用17钢绞线，钢绞线，13钢绞线仅用于钢绞线仅用于先张法先张法构件。构件。光面预应力钢绞线的形式光面预应力钢绞线的形式 钢绞线的包装钢绞线的包装2.2 2.2 预应力钢绞线预应力钢绞线共共63页页 第第11页页土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2.2.2 无粘结钢绞线无粘结钢绞线 是用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上、外包塑料护是用防腐润滑油脂涂敷在钢绞线表面上、外包塑料护套制成

7、，主要用于套制成，主要用于后张法后张法中无粘结预应力筋，也可用于暴中无粘结预应力筋，也可用于暴露或腐蚀环境中的体外索、拉索等。露或腐蚀环境中的体外索、拉索等。无粘结钢绞线无粘结钢绞线 无粘结钢绞线生产线无粘结钢绞线生产线2.2 2.2 预应力钢绞线预应力钢绞线共共63页页 第第12页页土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2.3 热处理钢筋热处理钢筋 热处理钢筋是由普通热轧中碳合金钢筋经淬火和回火热处理钢筋是由普通热轧中碳合金钢筋经淬火和回火调质热处理制成。具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，调质热处理制成。具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，直径为直径为610mm。成品钢筋为直径。成品钢筋

8、为直径2m的弹性盘卷，开盘的弹性盘卷，开盘后自行伸直，每盘长度为后自行伸直，每盘长度为l00120m。热处理钢筋的螺纹。热处理钢筋的螺纹外形，有外形，有带纵肋带纵肋和和无纵肋无纵肋两种。两种。有纵肋热处理钢筋有纵肋热处理钢筋 无纵肋热处理钢筋无纵肋热处理钢筋2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第13页页土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2.4 精轧螺纹钢筋精轧螺纹钢筋 精轧螺纹钢筋是用热轧方法在钢筋表面上轧出不带肋精轧螺纹钢筋是用热轧方法在钢筋表面上轧出不带肋的螺纹外形。的螺纹外形。 钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。精轧钢筋的接长用连接螺纹套筒，端头锚固用螺母。精轧螺纹

9、钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。目螺纹钢筋具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。目前国内生产的精轧螺纹钢筋品种前国内生产的精轧螺纹钢筋品种有有25 5和和32，其屈服点，其屈服点为为750MPa和和900MPa两种。两种。精轧螺纹钢筋外形精轧螺纹钢筋外形 精轧螺纹钢筋近照精轧螺纹钢筋近照2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第14页页土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2.5 预应力钢筋的特性预应力钢筋的特性 碳素钢丝或钢绞线均属硬钢。当钢丝拉伸到超过比碳素钢丝或钢绞线均属硬钢。当钢丝拉伸到超过比例极限例极限p (取残余应变为取残余应变为0.01%时的应力时的应力)后，

10、后，-关系呈关系呈非线性变化，没有明显的屈服点。非线性变化，没有明显的屈服点。2.5.1 应力应力- -应变曲线应变曲线 当钢丝拉伸超过当钢丝拉伸超过0.2 (残余应变为残余应变为0.2%)后，应变后，应变增加较快；当拉伸至最大应力增加较快；当拉伸至最大应力b时，应变时，应变继续发展，在继续发展，在-曲线上呈现曲线上呈现为一水平段，然后断裂。为一水平段，然后断裂。预应力筋预应力筋-曲线曲线见右图：见右图：2 2 预应力钢筋预应力钢筋共共63页页 第第15页页土木工程施工土木工程施工建工学院建工学院2.5.2 应力松弛应力松弛 应力松弛是钢材受到一定的张拉力后，在长度保持不应力松弛是钢材受到一定

11、的张拉力后，在长度保持不变的条件下，钢材的应力随时间的增长而降低的现象，其变的条件下，钢材的应力随时间的增长而降低的现象，其降低值称为降低值称为应力松弛损失应力松弛损失。产生应力松弛的原因主要是由。产生应力松弛的原因主要是由于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为塑性变形引于金属内部位错运动使一部分弹性变形转化为塑性变形引起的。起的。 右图根据碳素钢丝右图根据碳素钢丝和热处理钢筋的试验数和热处理钢筋的试验数据，绘出其松弛率与时据，绘出其松弛率与时间、钢种、温度的关系：间、钢种、温度的关系：预应力筋的应力松弛损失预应力筋的应力松弛损失2.5 2.5 预应力钢筋的特性预应力钢筋的特性共共63页页