第五章_预应力混凝土工程_《建筑施工技术》(第二版)中国电力出版

主 讲 教 师

石 岩

第 五 章

预应力 混凝土工程

5 预应力混凝土工程 主要内容：预应力混凝土工程的先张法、后张法的施工工艺，机具设备和施工方法。电热张法、无粘

结预应力混凝土施工原理、特点及应用。 学习要求： 了解预应力混凝土的概念，及其在工程应用中

的优点； 熟悉预应力混凝土的材料品种、规格及要求；

熟悉先张法、后张法、电热张法的施工工艺； 掌握先张法、预应力筋的控制应力、张拉程序

和放张顺序的确定和注意事项； 掌握后张法孔道留设、锚具选择、预应力筋的

张拉顺序、孔道灌浆等施工方法及注意要点； 了解电热张法、无粘结预应力混凝土施工原理

及应用； 熟悉预应力混凝土质量保证措施及安全技术。

课前提问

1 钢筋混凝土的

2 你对预应力的

材料组成及其 特点？

了解？

钢筋材料特点

钢筋是一种强度很高的结构材料，

但作为抗压试用时，由于受到截面尺寸和形状的影响，会产生压曲效 应(材料受压时，未达到破坏强度 而发生弯曲，失去稳定，不能承受 压力的现象),不能充分发挥其强 度作用。

混凝土材料特点 优点 可以根据不同要求,改变组分的品种和比例,配制出不同性质的混凝土 ;

混凝土在凝结前具有良好的可塑性,可以浇注成各种形状和大小的构件或结构物; 混凝土的抗压强度较高,具有良好的耐久性,与钢筋有牢固的黏结力, 可制成钢筋混凝土结构或构件; 混凝土原材料资源丰富、价廉，并且可以就地取材。

缺点 抗拉强度低； 受拉变形能力小，呈脆性破坏； 自重大。

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预应力生活中应用实例预应力原理在木桶上的应用竹箍的木桶，当套紧竹箍时，竹箍由于伸长而产生拉应力，而由模板拼成的桶壁则产生环向压应力。如木板板缝之间预 先施加的压应力超过水压引起的拉应力，木桶就不会开裂和

漏水。

混凝土为什么要施加预应力裂缝

预应力构件自重大

钢筋强度 利用率低

普通钢筋混凝土结构或构件，由于混凝土的抗拉强度及极限 拉应变很小，其抗拉强度约为抗压强度的1/8~1/17,极限 拉应变(0.0001~0.0005)也仅为极限压应变的1/20~1/30。 因此，在使用荷载作用下，钢筋混凝土受弯构件、大偏心受 压构件及受拉构件的受拉区混凝土开裂较早，这时受拉区钢 筋的应力只有20~30Mpa。混凝土开裂后，显著降低了构件 的刚度，导致构件变形过大，同时也会降低构件的使用寿命。 为了使构件满足变形和裂缝控制要求，则需增加构件的截面 尺寸和用钢量，这将导致截面尺寸和自重过大，致使

其在大 跨度结构上的应用受到限制。

混凝土为什么施加预应力

水泥超过安全含碱 量(以Na2O计，为 水泥质量的0.6%)

裂缝

构件自重大

钢筋强度 利用率低

预应力混凝土的出现 预应力混凝土最早是在1928年由著名的法国工程师E· Freyssinet研究成功。 预应力混凝土结构作为一种先进的结构形式，其应用的范

围和数量是衡量一个国建建筑技术水平的重要指标之一。 我国1950年开始采用预应力混凝土结构，现在无论在数量 以及结构类型方面均得到迅速发展，预应力技术已经以开 始的单个构件发展到预应力结构的新阶段。

预应力混凝土能充分发挥高强度钢材的作用，即在外荷载作用于构件之前，利 用钢筋张拉后的弹性回缩，对构件受拉区的混凝土预先施加压力，产生预压应力， 使混凝土结构在作用状态下充分发挥钢筋抗拉强度高和混凝土抗压能力强的特点， 可以提高构件的承载能力。当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先抵消预应力， 然后随着荷载不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂，从而延迟了构件裂缝的出现和 限制了裂缝的开展，提高了构件的抗裂度和刚度。这种利用钢筋对受拉区混凝土施 加预压应力的钢筋混凝土，叫做预应力混凝土。

预加应力的方法，可以分为先张法和后张法两类。先 张法是先张拉钢筋，后浇筑混凝土，预应力靠钢筋与混凝

土之间的粘结力传递给混凝土。后张法是先浇筑混凝土并预留孔道，待混凝土达到一定强度后张拉钢筋，预应力靠 锚具传递给混凝土。

为了达到较高的预应力值，宜优先采用高标号混凝土。当采用冷拉 HRB335、HRB400 钢筋和冷轧带肋钢筋作预应力 钢筋时，其混凝土强度不宜低于C30;当采用消除应力钢丝、 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C40。

5.1 先张法 5.2 后张法

本 章 内 容

5.3 电热法施工 5.4 无粘结预应力混凝土施工 5.5 液压张拉设备仪表的使用 安全技术、校验与操作 本章小结End

5.1 先 张 法 先张法：在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计 控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，进行 绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝土；待

混凝土达到规定的强度，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结力，

在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝土获得预压应力。 先张法生产示意图见图5.1所示。

先张法施工(点击播放flash)

先张法一般用于预制构件厂生产定型的中小型构件，如

楼板、屋面板、檩条及吊车梁等。 先张法生产时，可采用台

座法和机组流水法。

采用台座法时，预应力筋的张拉、锚固，混凝土的浇筑、养护及预应力筋放松等均在台座上进行；预应力筋放松 前，其拉力由台座承受。 采用机组流水法时，构件连同钢模通过固定的机组，按 流水方式完成(张拉、锚固、混凝土浇筑和养护)每一

生产过程；预应力筋放松前，其拉力由钢模承受。 先张法施工工艺流程如图5.2所示。

工艺流程简化：

张拉固定钢筋→浇混凝土→养护(至

75%强度)→放松钢筋。

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