1、預(yù)應(yīng)力混凝土,Contents,概念,1,分類,2,材料,3,特性（抗震設(shè)計(jì)、耐久性、應(yīng)力損失、應(yīng)力腐蝕等）,4,預(yù)應(yīng)力混凝土的定義：根據(jù)需要人為地引入某一數(shù)值與分布的內(nèi)應(yīng)力，用以部分或全部抵消外荷載應(yīng)力的一種加筋混凝土。為了更好的了解的這一概念，而后改為：根據(jù)需要人為地引入某一數(shù)值反向荷載，用以部分或全部抵消使用荷載的一種加筋混凝土。,預(yù)應(yīng)力混凝土的提出,1. 普通混凝土抗裂性很差 混凝土的極限拉應(yīng)變很低，只有0.00010.0015，這時(shí)鋼筋應(yīng)力僅2030N/mm2,另外提高混凝土的強(qiáng)度也不明顯 2. 高強(qiáng)材料得不到充分應(yīng)用 裂縫寬度一般應(yīng)限制在0.20.3mm以內(nèi)，受拉鋼筋應(yīng)力最高也只能

2、達(dá)到150250N/mm2 3. 結(jié)構(gòu)自重大使用性能不好 如用于大跨結(jié)構(gòu)時(shí)，為滿足撓度控制的要求，需要加大截面尺寸來(lái)增大剛度，以致使構(gòu)件的承載力中有較大一部分用于負(fù)擔(dān)結(jié)構(gòu)的自重。跨度越大，自重在承載力中所占比例就越大，很不經(jīng)濟(jì)、不合理、甚至是不可能的,構(gòu)件中若采用高強(qiáng)度鋼筋，將使使用荷載下鋼筋的工作應(yīng)力提高很多， 撓度和裂縫寬度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)允許值! 若拉區(qū)最大裂縫控制在0.3mm以內(nèi)的話，鋼筋的拉力僅達(dá)150250N/mm2,只占高強(qiáng)鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（10001300N/mm2）15%20% 不能充分利用高強(qiáng)鋼筋的強(qiáng)度！ 借助于混凝土的抗壓強(qiáng)度來(lái)補(bǔ)償其抗拉強(qiáng)度的不足，以推遲受拉區(qū)混凝土的開裂？

3、 即：在構(gòu)件受外荷以前，使它先存在著一種應(yīng)力狀態(tài)（預(yù)加應(yīng)力），用以減小或抵消外荷作用時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力？,實(shí)際上預(yù)加應(yīng)力的概念在日常生活和生產(chǎn)實(shí)踐中早有所應(yīng)用。如：,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理,所謂預(yù)應(yīng)力混凝土，就是事先人為地在混凝土或鋼筋混凝土中引入內(nèi)部應(yīng)力，且其數(shù)值和分布恰好能將使用荷載產(chǎn)生的應(yīng)力抵消到一個(gè)合適程度的混凝土。例如，對(duì)混凝土或鋼筋混凝土梁的受拉區(qū)預(yù)先施加壓應(yīng)力，使之建立一種人為的應(yīng)力狀態(tài)，這種應(yīng)力的大小和分布規(guī)律，能有利于抵消使用荷載作用下產(chǎn)生的拉應(yīng)力，因而使混凝土構(gòu)件在使用荷載作用下不致開裂，或推遲開裂，或者使裂縫寬度減小。這種預(yù)先給混凝土引入內(nèi)部應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，就稱為預(yù)應(yīng)力混凝土

4、結(jié)構(gòu)。,預(yù)應(yīng)力混凝土的特點(diǎn),預(yù)應(yīng)力混凝土由于事先人為地施加了一個(gè)預(yù)加力，使其在受力方面有許多和普通混凝土結(jié)構(gòu)不同的特點(diǎn)。但是，正正常配筋范圍內(nèi)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的破壞彎矩，主要與構(gòu)建的組成材料的性能有關(guān)，而與是否在受拉鋼筋中施加拉應(yīng)力的影響很小。其破壞彎矩值與同條件下的普通鋼筋混凝土的破壞彎矩值幾乎相同。這說(shuō)明預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)并不能創(chuàng)造出超越其 本身材料強(qiáng)度能力之外的奇跡，而只是大大地改善了結(jié)構(gòu)在正常適用階段的工作性能。,原理分析,以預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁為例，說(shuō)明預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本原理。,如圖所示，在荷載作用之前，預(yù)先在梁的受壓區(qū)施加偏心壓力Ny,使梁下邊緣混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力hyx，梁上邊緣產(chǎn)

5、生預(yù)拉應(yīng)力hy 上緣： hys Ny- Ny.e/(bh2/6) 下緣： hyx Ny+ Ny.e/(bh2/6),當(dāng)外荷載P作用時(shí)，在梁跨中截面下邊緣產(chǎn)生拉應(yīng)力hx，梁上邊緣產(chǎn)生壓應(yīng)hs : 上緣： hsM/(bh2/6) 下緣： hxM/(bh2/6) 這樣，在預(yù)壓力Ny和外荷載P共同作用下，梁上、下邊緣總應(yīng)力為上述兩項(xiàng)應(yīng)力的疊加： s=hys+hs x = hyx +hx 由此說(shuō)明：由于預(yù)先給混凝土梁施加了預(yù)壓應(yīng)力，使混凝土梁在外荷載P作用下下邊緣所產(chǎn)生的拉應(yīng)力全部（或部分）抵消，因而可避免混凝土出現(xiàn)裂縫（或限制裂縫的大?。炷亮嚎梢匀孛鎱⒓庸ぷ?。這就相當(dāng)于改善了梁中混凝土的抗拉性

6、能，而且可以達(dá)到充分利用高強(qiáng)鋼材性能的目的。,預(yù)應(yīng)力混凝土的分類,1.按預(yù)應(yīng)力的大小,全部預(yù)應(yīng)力,部分預(yù)應(yīng)力,2.按施加應(yīng)力方法,先張法預(yù)應(yīng)力,后張法預(yù)應(yīng)力,自應(yīng)力預(yù)應(yīng)力,3.按預(yù)應(yīng)力筋的粘接狀態(tài),有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,4.按施工方法分為,預(yù)制法預(yù)應(yīng)力,現(xiàn)澆法預(yù)應(yīng)力,疊合法預(yù)應(yīng)力,預(yù)應(yīng)力混凝土材料,原因：預(yù)應(yīng)力鋼筋高應(yīng)力狀態(tài),國(guó)內(nèi)常用的預(yù)應(yīng)力鋼筋有鋼筋、鋼絲、鋼絞線； 分為兩大類： 1無(wú)物理屈服點(diǎn)鋼筋（絲） （1）鋼鉸線 由多股（3或7股）高強(qiáng)鋼絲鉸合而成，再經(jīng)低溫回火制成。 特點(diǎn)：鋼鉸線比單根鋼絲直徑大，但具有一定的柔性，施工方便且不降低強(qiáng)度。 （2）消除應(yīng)力鋼絲 經(jīng)過(guò)低溫回火處理的鋼

7、絲稱為消除應(yīng)力鋼絲。 解釋：高碳鋼經(jīng)過(guò)多次冷拔，存在較大的內(nèi)應(yīng)力，需采用低溫回火來(lái)消除內(nèi)應(yīng)力。 在外形上分為：光面、刻痕及螺旋肋三種，用p、I、H表示。 （3）熱處理鋼筋用熱軋中碳鋼經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)熱處理后制成的高強(qiáng)度鋼筋。 特點(diǎn)：具有強(qiáng)度高、松弛小等特點(diǎn)，以圓盤形式供應(yīng)，省掉對(duì)焊和整直等工序，施工方便。,2有物理屈服點(diǎn)鋼筋 冷拉低合金鋼采用熱軋鋼筋經(jīng)冷拉后得到。 特點(diǎn)：鋼筋經(jīng)冷拉后屈服強(qiáng)度提高，塑性有所降低。 鋼筋冷拉后可以提高抗拉強(qiáng)度，當(dāng)鋼筋用于抗壓時(shí)，其強(qiáng)度并不提高。 規(guī)范提倡優(yōu)先采用強(qiáng)度高、性能好的預(yù)應(yīng)力鋼筋（鋼絲、鋼鉸線）。 注：鋼筋冷拔后則同時(shí)提高抗拉及抗壓強(qiáng)度。,補(bǔ)充：鋼筋的冷拉與冷拔,

8、1.鋼筋的冷拉 在常溫下將有明顯流幅的鋼筋拉伸到強(qiáng)化階段k點(diǎn)，然后卸載，卸載后鋼筋將沿k直線恢復(fù)到0，鋼筋產(chǎn)生殘余變形00。如果再?gòu)埨?，?yīng)力應(yīng)變曲線，將沿0kd變化，轉(zhuǎn)折點(diǎn)高于冷拉前屈服點(diǎn)b，但流幅不明顯。,時(shí)效硬化冷拔后，若停留相當(dāng)時(shí)間或高溫作用后再?gòu)埨?，曲線將沿0kk變化，轉(zhuǎn)折點(diǎn)提高到k點(diǎn)。 工程應(yīng)用：一方面提高鋼筋的屈服強(qiáng)度，同時(shí)鋼筋的長(zhǎng)度也延長(zhǎng)了，從而達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。,2鋼筋的冷拔 將直徑為68mm的鋼筋在常溫下通過(guò)比自身直徑小0.51mm的鎢金拔絲模冷拔而成。鋼筋在通過(guò)拔絲模后受到很大的側(cè)向擠壓而產(chǎn)生塑性變形，迫使鋼材內(nèi)部發(fā)生變化而提高鋼筋的強(qiáng)度,規(guī)范規(guī)定：預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)不

9、宜低于C30，當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋時(shí)預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40。,截面形狀和尺寸,通常是： 梁高 h = (1/20 1/14) l 0， 也可取非預(yù)應(yīng)力梁高的70%左右； 梁腹寬 b = (1/10 1/6)h （宜小些） 一般情況，截面的寬高比宜小，翼緣和腹板的厚度也不宜大。,預(yù)加應(yīng)力的方法 根據(jù)預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)間的先后，習(xí)慣上把預(yù)加應(yīng)力方法分為 先張法 后張法 同張法,先張法施工,（a)鋼筋就位,(b)張拉鋼筋，并臨時(shí)固定，然后澆混凝土,（c)養(yǎng)護(hù)后，切斷放松鋼筋,1.主要張拉程序：先在臺(tái)座上按規(guī)定設(shè)計(jì)要求 將鋼筋張拉到控制應(yīng)力并用錨具臨時(shí)固定澆注 砼待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75

10、%以上切斷放松鋼筋。 2.主要張拉程序：先在臺(tái)座上按規(guī)定設(shè)計(jì)要求 將鋼筋張拉到控制應(yīng)力并用錨具臨時(shí)固定澆注 砼待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上切斷放松鋼筋。 3.特點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單、靠粘結(jié)力自錨，不必耗費(fèi)特制錨具 ，臨時(shí)錨具可以重復(fù)使用（一般稱工具式錨具或夾具），大批量生產(chǎn)時(shí)經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量穩(wěn)定。使用于中小型構(gòu)件工廠化生產(chǎn)。,后張法（有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力）,先澆砼，待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上，再?gòu)埨摻睿ㄤ摻钍?1 其主要張拉程序：為埋管制孔澆砼抽管養(yǎng)護(hù)穿筋張拉錨固灌漿（防止鋼筋生銹）。,2 傳力途徑：依靠錨具阻止鋼筋的彈性回彈，使截面砼獲得預(yù)壓應(yīng)力。,3 特點(diǎn)：這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，不需要張拉臺(tái)座，生產(chǎn)靈活，但需要

11、可靠的錨具及千斤頂，錨具用鋼量大，適用大型構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)施工。,這種做法鋼筋與砼結(jié)為整體稱為有粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼。 有粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼由于粘結(jié)力（阻力）的作用使得預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力降低，導(dǎo)致砼得到壓應(yīng)力降低，所以應(yīng)設(shè)法減少這種粘結(jié)力。,后張法無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土,2.3.1 張拉程序：預(yù)應(yīng)力鋼筋沿全長(zhǎng)外表涂刷瀝青油氈等潤(rùn)滑防腐材料包上塑料護(hù)套或套管（預(yù)應(yīng)力鋼筋與砼不建立粘結(jié)力）澆砼養(yǎng)護(hù)張拉鋼筋錨固 2.3.2 特點(diǎn)：施工時(shí)跟普通砼一樣，將鋼筋放入設(shè)計(jì)位置可以直接澆砼，不必要預(yù)留孔洞、穿筋、灌漿，簡(jiǎn)化施工程序，由于無(wú)粘結(jié)力預(yù)應(yīng)力砼得到有效預(yù)壓應(yīng)力增大，降低造價(jià)，適用于跨度大（6m)的曲線配筋的梁體,無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)

12、力束,無(wú)粘結(jié)的鋼絞線是用防腐油脂涂在鋼絞線表面，并用外塑料護(hù)套而成,同張法,1.張拉工藝：一般是利用膨脹水泥配制混凝土，使它在硬化過(guò)程中不但不發(fā)生凝縮，反而發(fā)生膨脹。在混凝土膨脹的時(shí)候，配置在體中的預(yù)應(yīng)力筋就被張拉，而混凝土本身則由于膨脹受到鋼筋的限制而同時(shí)獲得預(yù)壓應(yīng)力。 2 傳力途徑：人們把這種依靠混凝土自身膨脹來(lái)張拉鋼筋而產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力。人們把這種依靠混凝土自身膨脹來(lái)張拉鋼筋而產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力叫做自應(yīng)力，把采用這種方法的預(yù)應(yīng)力混凝土叫做自應(yīng)力混凝土。 我國(guó)目前已采用自應(yīng)力混凝土大規(guī)模生產(chǎn)承插口管道，起最大直徑已達(dá)1200mm。,先張法,預(yù)應(yīng)力由混凝土與鋼筋間的粘結(jié)力來(lái)傳遞,后張法,預(yù)應(yīng)力由構(gòu)件兩

13、端錨具實(shí)現(xiàn),比較先、后張法,抗震設(shè)計(jì),1 混凝土結(jié)構(gòu)植筋的錨固材料應(yīng)采用快硬、 高 強(qiáng)、 無(wú)收縮、 后期性能穩(wěn)定的材料， 并應(yīng)具有可靠耐火性能， 滿足建筑防火規(guī)范的相應(yīng)構(gòu)件耐火極限要求。 2在彎曲屈服部位或抗震結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大非彈性 變形的部位， 植筋錨固的使用應(yīng)慎重。 3 植筋錨固區(qū)混凝土除強(qiáng)度要求外， 混凝土有可靠的橫向約束是必要條件。 4 植筋錨固長(zhǎng)度的確定， 應(yīng)依據(jù)可靠的考慮多因 素影響的試驗(yàn)確定鋼筋錨固長(zhǎng)度取值， 如無(wú)可靠的試 驗(yàn)依據(jù)還是應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定值采用。,耐久性,1 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題 近些年來(lái)，鋼材的強(qiáng)度隨著科技的進(jìn)步逐步提高，為發(fā)展高效混凝土提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。目前， 預(yù)

14、應(yīng)力科學(xué)已被廣泛應(yīng)用于土木，水利等工程中。同普通混凝土一樣，預(yù)應(yīng)力混凝土在長(zhǎng)期的使用 過(guò)程中，其性能也會(huì)隨著時(shí)間的推移而逐漸衰退，其實(shí)質(zhì)就是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題。 施工技術(shù)等各方面的影響，可能產(chǎn)生各種裂縫，有些裂縫甚至在投入使用前就已經(jīng)出現(xiàn)。預(yù)應(yīng) 力混凝土結(jié)構(gòu)常見的裂縫有橫向裂縫，縱向裂縫，腹板斜裂縫，表面龜裂等。,。,耐久性,1橫向裂縫 橫向裂縫多發(fā)生在運(yùn)營(yíng)期間，超載等各種原因使預(yù)應(yīng)力的損失超過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)想，都可能導(dǎo)致橫向裂縫的發(fā)生。此外，由于徐變上拱的發(fā)生和發(fā)展，在梁的上翼緣也會(huì)產(chǎn)生橫向裂縫，而且隨著徐變 的發(fā)展，而當(dāng)橋上荷載較大時(shí)，這種裂縫又會(huì)又會(huì)暫時(shí)閉合。施工期間內(nèi)出現(xiàn)橫向裂縫主要

15、是控制不當(dāng)，如底座下沉，施加預(yù)應(yīng)力滯后，受到?jīng)_擊等。 2縱向裂縫 縱向裂縫是預(yù)應(yīng)力梁最嚴(yán)重的一種裂縫。首先，預(yù)應(yīng)力筋張拉是預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁預(yù)制過(guò)程最為關(guān)鍵的一道工序，張拉力設(shè)計(jì)值由計(jì)算確定。張拉過(guò)大，則可能使梁體上翼緣混凝土產(chǎn)生豎向裂紋， 下翼緣產(chǎn)生。,3腹板斜裂縫 一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)人員對(duì)正截面強(qiáng)度都比較重視，而往往忽視了斜截面強(qiáng)度或主拉應(yīng)力在支座附近梁體下部既有彎矩又有剪力，因彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力和因剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力形成斜向的主拉應(yīng)力，當(dāng)主拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生與主拉應(yīng)力相垂直的斜向裂縫。 4表面龜裂 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在預(yù)制時(shí)容易產(chǎn)生龜裂，其原因除了由于混凝土配合比不合適，施工和易性控制不嚴(yán)格

16、，個(gè)別部位混凝土澆筑不均勻外，還有鋼筋保護(hù)層偏差大的影響。最常見的是養(yǎng)護(hù)過(guò)程中升降溫過(guò)快,應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)力腐蝕斷裂,金屬應(yīng)力腐蝕斷裂基本概念 應(yīng)力腐蝕斷裂是指金屬結(jié)構(gòu)在拉伸應(yīng)力和腐蝕環(huán)境的共同作用下引起的斷裂。兩者缺一不可， 相互促進(jìn)，但并不是簡(jiǎn)單加合。應(yīng)力腐蝕斷裂是危害最大的腐蝕形態(tài)之一，產(chǎn)生這類腐蝕必須同時(shí)具備幾個(gè)條件：特定環(huán)境(包括介質(zhì)成分，濃度，雜質(zhì)和溫度)，足夠大的拉伸應(yīng)力(超過(guò)某極限值)，特定的合金成分和組織(包括晶粒大小，晶粒取向，形態(tài)，相結(jié)構(gòu)；各類缺陷，加工狀態(tài)等)，才能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂?？傊瑧?yīng)力腐蝕是與環(huán)境因素，力學(xué)因素和冶金因素密切相關(guān)。 金屬在無(wú)裂紋，無(wú)缺陷的情況下

17、，應(yīng)力腐蝕斷裂可分為三個(gè)階段。萌生階段，即由于腐蝕引起的裂紋或蝕坑階段，也就是導(dǎo)致應(yīng)力集中的裂紋源的孕育階段。接著為裂紋發(fā)展階段，即有裂紋源 或蝕坑達(dá)到極限應(yīng)力單位面積所能承受的最大荷載為止的這一階段。最后是失穩(wěn)斷裂階段。前一階段受應(yīng)力影響很小，時(shí)間長(zhǎng)，約占斷裂時(shí)間的90，后兩階段時(shí)間短，為總斷裂的10。在有裂紋 的情況下，應(yīng)力腐蝕斷裂過(guò)程只有裂紋擴(kuò)展階段和失穩(wěn)快速斷裂兩個(gè)階段。,應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕的條件,(1)足夠大的拉應(yīng)力 根據(jù)金屬腐蝕學(xué)基本原理，金屬材料在沒有腐蝕的條件下，對(duì)于光滑構(gòu)件，只有當(dāng)材料拉應(yīng)力低于抗拉強(qiáng)度時(shí)才會(huì)發(fā)生斷裂。但在應(yīng)力腐蝕條件下，同樣材料在拉應(yīng)力腐蝕條件下，同樣在

18、拉應(yīng)力低于抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)引起應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展。 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中拉應(yīng)力可能是冷加工焊接或機(jī)械束縛引起的殘余應(yīng)力，也可能是使用條件下的外加的，引起的應(yīng)力腐蝕的拉應(yīng)力值一般低于材料的屈服極限。預(yù)應(yīng)力筋張拉后在自身截面上會(huì)建立一定拉應(yīng)力，該拉應(yīng)力大于其發(fā)生應(yīng)力腐蝕的門檻應(yīng)力。 (2)侵蝕性介質(zhì)的存在 尤其是腐蝕介質(zhì)，對(duì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕斷裂十分必要，只有在一定合金和一定環(huán)境的組合情況下才能發(fā)生這類腐蝕斷裂。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的高強(qiáng)度鋼絲，鋼絞線屬于低碳鋼，其在NaOH水溶液，醋酸水溶液，氨，碳酸鹽和中碳鹽溶液，海洋大氣，工業(yè)大氣，濃硝酸，硝酸和硫酸混合酸介質(zhì)中，有發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂的可能 (3)

19、金屬的應(yīng)力腐蝕敏感性 合金和含有雜質(zhì)的金屬比純金屬容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。預(yù)應(yīng)力鋼筋含有多種化學(xué)成分，因此屬于應(yīng)力腐蝕敏感型金屬。,。 (4)預(yù)應(yīng)力鋼筋表面存在局部缺陷 預(yù)應(yīng)力筋在拉應(yīng)力作用下，裂縫一般是在引起局部腐蝕的介質(zhì)中生核。鋼絲，鋼絞線所有可能的缺陷及涂層保護(hù)膜上的亞微觀裂縫均可能是裂紋生核的地方，它們顯著的提高預(yù)應(yīng)力筋在應(yīng)力作用下的腐蝕傾向。裂紋生核后，在裂紋或蝕坑內(nèi)部便出現(xiàn)了閉塞電池腐蝕，并且裂紋內(nèi)部各處的介質(zhì)濃度也會(huì)有很大差別。腐蝕介質(zhì)的這種不均勻性會(huì)導(dǎo)致裂紋內(nèi)部各處有不同的陰極極化曲線，從而使裂紋繼續(xù)向縱深發(fā)展。,提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的幾點(diǎn)措施,1. 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的裂縫控制 (1)改善

20、混凝土材料的性能 選用干縮較小的水泥品種，合理調(diào)整混凝土的配合比，采用低水灰比，降低砂率，采用中粗砂，參合適量的外加劑，如高效減水劑，減低收縮劑，膨脹劑等。 (2)加強(qiáng)混凝土澆搗的控制和加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù) 在振搗過(guò)程中既要確?；炷恋拿軐?shí)，又要避免過(guò)度振搗。加強(qiáng)噴水保濕養(yǎng)護(hù)，大面積混凝土暴露部位要覆蓋上草袋，對(duì)于一些重要的構(gòu)件可以在其表面，噴蓋一層防水薄膜。 (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)減少收縮和溫度變形的影響以及加大抵抗變形的能力。適當(dāng)加強(qiáng)梁的腰部鋼筋量以及增加板面鋼筋，以分散裂縫的作用和控制裂縫的發(fā)展，必要時(shí)設(shè)置后澆帶，分片間隔施工。 (4)加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的底模支撐 做好支撐的地基土處理，以減

21、小基礎(chǔ)的沉降量，支撐與其他非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件支撐的聯(lián)系，在拆除側(cè)模時(shí)要db從事，防止預(yù)應(yīng)力構(gòu)件底模支撐松動(dòng)，禁止使用木支撐。,2.提高混凝土的保護(hù)質(zhì)量 (1)設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)加厚保護(hù)層厚度 要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)規(guī)范要求，適當(dāng)加厚混凝土保護(hù)層厚度(保護(hù)層不宜太厚，否 則構(gòu)件有效高度減小，受力時(shí)將加大裂縫寬度)。 (2)在混凝土表面制備防護(hù)涂層 在混凝土表面制備表面防護(hù)涂層是防止混凝土腐蝕的有效方法，一般在混凝土完全養(yǎng)護(hù)完畢或?qū)εf混凝土結(jié)構(gòu)的疏松空隙進(jìn)行表面預(yù)處理后再進(jìn)行，形成一層抗?jié)B和耐久的防腐隔離層，能有效阻止腐蝕介質(zhì)在混凝土使用過(guò)程中侵入，成為阻止腐蝕介質(zhì)進(jìn)入混凝土的一道防線，同時(shí)也起到美化環(huán)境

22、的作用?；炷帘砻嫱繉影醋饔脵C(jī)理分為封閉型和隔離型兩大類，工程應(yīng)用時(shí)往往將封閉和隔離作用聯(lián)合起來(lái)使用，以加強(qiáng)防護(hù)效果?；炷帘砻嫱繉右言絹?lái)越受到重視并在世界各國(guó)獲得普遍使用，除了有大量應(yīng)用實(shí)例和較長(zhǎng)應(yīng)用歷史外，又以法規(guī)形式制定很多標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)混凝土所處腐蝕環(huán)境分類，涂層設(shè)計(jì)，施工工藝，涂層性能檢測(cè)，甚至涂層使用壽命等都進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定。,防止預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力腐蝕斷裂 (1)減少腐蝕方面采取措施。首先，要選用質(zhì)量好的預(yù)應(yīng)力鋼筋材料，盡量避免預(yù)應(yīng)力筋中含有對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感的金屬材料。 (2)設(shè)計(jì)時(shí)金屬設(shè)備結(jié)構(gòu)時(shí)要力求合理，盡量減小應(yīng)力集中和避免積存腐蝕介質(zhì)；減少介質(zhì)的腐蝕性，在介質(zhì)中添加緩蝕劑，采用保護(hù)層和陰

23、極保護(hù)可以防止或抑制金屬的應(yīng)力腐蝕。,預(yù)應(yīng)力損失,預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力筋的拉應(yīng)力是一個(gè)不斷變化的值。在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的施工及使用過(guò)程中，由于張拉工藝、材料特性以及環(huán)境條件的影響等原因，預(yù)應(yīng)力筋中的拉應(yīng)力是不斷降低的。這種預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力的降低，即為預(yù)應(yīng)力損失。 滿足設(shè)計(jì)需要的預(yù)應(yīng)力筋中的拉應(yīng)力，應(yīng)是張拉控制應(yīng)力扣除預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力。因此，一方面需要預(yù)先確定預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)的初始應(yīng)力(一般稱為張拉控制應(yīng)力)，另一方而要準(zhǔn)確估算預(yù)應(yīng)力損失值。,1.錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失l1,當(dāng)為直線型預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí) 式中 a張拉端錨具變形和鋼筋回縮值； l張拉端至錨固端之間的距離。 減少此項(xiàng)損失的措施有：

24、選擇變形小或預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮小的錨具，盡量減少墊板數(shù)； 對(duì)先張法構(gòu)件，選擇長(zhǎng)臺(tái)座。,2.預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失 l2,式中 k考慮孔道局部偏差對(duì)摩擦影響的系數(shù)： x張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度，可近似取該孔道 在縱軸上的投影長(zhǎng)度， 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁的摩擦系數(shù)， 從張拉端至計(jì)算截面曲線型孔道部分切線的夾角,當(dāng),減少該項(xiàng)損失，可采取以下措施,對(duì)較長(zhǎng)的構(gòu)件可在兩端 進(jìn)行張拉；,采用超張拉，張拉程序可采用：,當(dāng)?shù)谝淮螐埨?.1con時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力沿EHD分布，當(dāng)張拉應(yīng)力降至0.85con，由于鋼筋回縮受到孔道反向摩擦力的影響，預(yù)應(yīng)力沿FGHD分布，當(dāng)再?gòu)埨羉on時(shí)，鋼筋應(yīng)力沿

25、CFGHD分布，可見，超張拉鋼筋中的應(yīng)力比一次張拉至con的應(yīng)力分布均勻，預(yù)應(yīng)力損失要小一些。,3.混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差 引起的損失 l3,為了縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，混凝土常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)辦法。升溫時(shí)，新澆的混凝土尚未結(jié)硬，預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座之間的溫差t使鋼筋受熱自由伸長(zhǎng)，但兩端的臺(tái)座是固定不動(dòng)的，即距離保持不變，于是鋼筋就松了，鋼筋的應(yīng)力降低；降溫時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土已黏結(jié)成整體，加上兩者的溫度線膨脹系數(shù)相近，二者能夠同步回縮，放松鋼筋時(shí)因溫度上升鋼筋伸長(zhǎng)的部分已不能回縮，因而產(chǎn)生了溫差損失。僅先張法構(gòu)件有該項(xiàng)損失。,l3=2t （N/mm2）,對(duì)應(yīng)措施,采

26、用二次升溫養(yǎng)護(hù)。先在常溫下養(yǎng)護(hù)至混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C7.5C10，再逐漸升溫至規(guī)定的養(yǎng)護(hù)溫度，這時(shí)可認(rèn)為鋼筋與混凝土已結(jié)成整體，能夠一起脹縮而不引起預(yù)應(yīng)力損失; 在鋼模上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。由于鋼模和構(gòu)件一起加熱養(yǎng)護(hù)，升溫時(shí)兩者溫度相同，可不考慮此項(xiàng)損失。,4鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失l4,鋼筋的應(yīng)力松弛是指鋼筋在高應(yīng)力作用下及鋼筋長(zhǎng)度不變條件下，其應(yīng)力隨時(shí)間增長(zhǎng)而降低的現(xiàn)象。 鋼筋應(yīng)力松弛有以下特點(diǎn)： 應(yīng)力松弛與時(shí)間有關(guān)，開始快，以后慢； 應(yīng)力松弛與鋼材品種有關(guān)。冷拉鋼筋、熱處理鋼筋的應(yīng)力松弛損失比碳素鋼絲、冷拔低碳鋼絲、鋼絞線要??； 張拉控制應(yīng)力con高，應(yīng)力松弛大。 采用超張拉可使應(yīng)力松弛

27、損失有所降低。超張拉程序?yàn)? 因?yàn)樵谳^高應(yīng)力下持荷兩分鐘所產(chǎn)生的松弛損失與在較低應(yīng)力下經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才能完成的松弛損失大體相當(dāng)，所以經(jīng)過(guò)超張拉后再?gòu)埨羉on時(shí)，一部分松弛損失已完成。,5. 混凝土的收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失l5,混凝土結(jié)硬時(shí)產(chǎn)生體積收縮，在預(yù)壓力作用作用下，混凝土?xí)l(fā)生徐變，這都會(huì)使構(gòu)件縮短，構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋跟著回縮，造成預(yù)應(yīng)力損失。,先張法構(gòu)件,后張法構(gòu)件,式中 pc, pc分別為完成第一批預(yù)應(yīng)力損失后受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼 筋合力點(diǎn)處混凝土法向壓應(yīng)力；,fcu施加預(yù)應(yīng)力時(shí)混凝土的實(shí)際立方體抗壓強(qiáng)度。一般fcu不等于 構(gòu)件混凝土的立方體強(qiáng)度f(wàn)cu ，但要求 fcu0.75 fcu；,， 受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋的