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1 # 壞壞先生的戀愛學
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2 # 老張說工程
對於非土木工程專業人員,都對預應力混凝土充滿好奇感,心中一定有百萬個為什麼,這到底是一個什麼東東?其實土木工程在校學生也對預應力瞭解不多。預應力技術作為近二三十年興起的技術,確實披著神秘的面紗。下面我簡短說說我對預應力的理解。首先說說預應力的發展,1824年英國工程師拿到鋼筋混凝土技術的第一份專利,1866年美國工程師最先把預應力技術應用在混凝土結構上,但最開始由於技術不成熟,效果非常差,然後工程師們進行了一個反慢的摸索過程,直到二戰之後,世介面臨著大規模的基建工作,預應力技術再次登上舞臺並迎來大爆發時代。並慢慢發展,直到今天的成熟廣泛應用於土建工程中。
預應力的主要原理就是在梁體中埋設預應力鋼絞線(可以理解成一種高強度鋼筋),然後在混凝土凝固硬化後,對鋼絞線兩端進行拉長,此時用的裝置為千斤頂,在這大家想想,當拉長鋼絞線時,就對鋼絞線施加了拉力,而對於混凝土而言,鋼絞線對它相應的施加了壓力,這就是預應力的一個原理過程。
可能有的人很難想象,對鋼絞線進行拉長,土木行業就是這樣,做不敢想象的事。
預應力技術的快速發展並廣泛應用,主要是其能夠解決鋼筋混凝土結構的致命缺陷,前幾天的回答提到了,混凝土的抗拉能力非常差,經常出現開裂等病害。而預應力混凝土就相當於給鋼筋混凝土結構施加了壓力,當外部荷載產生拉力時,首先這部分拉力要與預應力產生的壓力抵消一部分,然後剩餘的拉力才對混凝土自身抗拉比較。這樣之後,混凝土結構就能不產生拉力或拉力很小,也就沒有裂縫的產生。
這種結構能夠更好的適用工程及建築物的需要,對結構的耐久性也有很大意義。故應用很廣泛。
總結一下,預應力技術就是解決了鋼筋混凝土常常開裂的問題。
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3 # 探索130
答:淺談談什麼是預應力技術?很感信趣來回答你的問題。我個人認為預應力技術可以說簡單點,是項易懂難精的科學技術。長期以來許多專業技術人員,追求研究預應力技術的完美性和它的實質性。橋樑工程混凝土結構應用預應力技術比較廣泛的。憑多年的路橋管理經驗證實,從我的實踐中感悟到,預應力原理並非如此那麼簡單理解,總是層次的去現場調研摸索預應力施工工藝,精緻細心的去掌握分析預應力施工技術關鍵點,它的技術含量還是比較複雜的施工技術。實踐中工程質量時常會目睹所聞出現,混凝土預應力結構施工失得的場景,施工技術如不精緻坷刻嚴謙的話,施工潛在危害性空間就會更大。預應力混凝土預製結構梁,[施工時的預應力系統力學驗算顯得格外精細準確,狀態計算既定應力時,施工應先考慮到由下列幾點因素,會引起的預應力的損失,1/預應力鋼鉸線與管道道礕之間的磨擦,2/錨具的變形,鋼鉸線的回縮和接縫壓縮,3/預應力鋼鉸線與臺座之間的溫差,4/混凝土結構彈性壓縮值,5/預應力鋼鉸線的應力松馳,6/混凝土收縮和徐變,都是施工計算考慮結構預應力力學,但不可疏忽缺一量化技術參考值,和它應力張拉讀數的理論參考標準值的技術。
回覆列表
預應力是為了改善結構服役表現,在施工期間給結構預先施加的壓應力,結構服役期間預加壓應力可全部或部分抵消荷載導致的拉應力,避免結構破壞。常用於混凝土結構,是在混凝土結構承受荷載之前,預先對其施加壓力,使其在外荷載作用時的受拉區混凝土內力產生壓應力,用以抵消或減小外荷載產生的拉應力,使結構在正常使用的情況下不產生裂縫或者裂得比較晚。預應力混凝土結構,是在結構承受荷載之前,預先對其施加壓力,使其在外荷載作用時的受拉區混凝土內力產生壓應力,用以抵消或減小外荷載產生的拉應力,使結構在正常使用的情況下不產生裂縫或者裂得比較晚。
在工程結構構件承受外 荷載之前,對受拉模組中的 鋼筋,施加預壓 應力,提高構件的 剛度,推遲裂縫出現的時間,增加構件的 耐久性。對於機械結構來看,其含義為預先使其產生應力,其好處是可以提高構造本身剛性,減少振動和 彈性變形這樣做可以明顯改善受拉模組的彈性強度,使原本的抗性更強。
在結構承受外荷載之前,預先對其在外荷載作用下的受拉區施加壓應力,以改善結構使用的效能的結構型式稱之為預應力結構。
如木桶,在還沒裝水之前採用鐵箍或竹箍套緊桶壁,便對木桶壁產生一個環向的壓應力,若施加的壓應力超過水壓力引起的拉應力,木桶就不會開裂漏水。在圓形水池上作用預應力就像木桶加箍一樣。同樣,在受彎構件的荷載加上去之前給構件施加預應力就會產生一個和與荷載作用產生的變形相反的變形,荷載要構件沿作用方向發生變形之前必須最先把這個與荷載相反的變形抵消,才能繼續使構件沿荷載方向發生變形。這樣,預應力就像給構件多施加了一道防護一樣。
另外就是體外預應力
體外預應力是後張預應力體系的重要分支之一,體外預應力砼結構有很多優點,預應力筋套管佈置簡單,調整容易,簡化了後張法的操作程式,大大縮短了施工時間;同時由於預應力筋佈置於腹板外面,使得澆注砼方便;由於預應力筋的位置,減少了施工過程中的摩擦損失且更換預應力筋方便易行。但目前國內對這一方面的研究很少,對於體外預應力筋的受力效能研究不多,因此為了使得體外預應力技術得到更大的使用,有必要對這一結構形式進行研究。體外和體內預應力結構在結構構造上的根本區別就是預應力筋位於 混凝土結構的外部,僅在錨固及轉向塊處可能與結構相連,因此,體外索的應力是由結構的整體變形所決定的;而在體內有粘結預應力結構中,力筋位於混凝土結構的內部,與結構完全粘結,在任意截面處都與結構變形協調,因此力筋的應力是與某個混凝土截面息息相關的。傳統上來說,體內預應力筋是不被看作一個單獨構件的。而體外筋在混凝土體外,自然成為一個相對於組成結構整體的單獨構件,其較體內筋要重要許多。所以在承受動力荷載的體外預應力結構設計中,必須考慮到體外筋與結構是獨立振動的,應防止二者共振,而且當體外預應力筋在動力荷載(如車輛等)作用下發生共振時,就易發生 錨具的疲勞破壞和轉向構件處的預應力筋的彎折疲勞破壞。在 地震區時設計還必須考慮採取相應措施,提高體外預應力結構的抗震效能。如圖為某橋體外預應力的佈置形式。
體外預應力混凝土在彈性階段的計算特點1、截面計算和預應力損失計算
體外預應力鋼筋與混凝土截面變形不協調,在應力計算中不能將體外預應力鋼束面積計入換算截面的特徵。
由於管道在結構體外,直線段體外預應力鋼束的摩阻損失小,幾乎可以忽略不計,而曲線段體外預應力鋼束的摩擦係數與採用的體外預應力鋼束型別有關。
由於截面變形造成的預應力損失需根據體外預應力體系與結構的粘結關係來計算。這部分包括混凝土彈性壓縮損失和混凝土徐變、收縮引起的預應力損失。若體外預應力鋼束為無粘結形式,則這部分損失計算與錨固點間相對位移差有關。故其計算方法與體內預應力鋼束不同。
2、體外預應力鋼束在轉向結構處的滑移
體外預應力鋼束在轉向結構處是否產生滑移以及由於滑移引起的應力重分佈,需根據體外預應力體系與結構的粘結關係來判斷。若鋼束在轉向點固定,則體外預應力鋼束在轉向結構處無滑移發生;若在轉向處可以滑移,則需要根據轉向結構兩端的鋼束拉力差和鋼束在轉向處的摩阻來判斷是否發生滑移。
3、體外預應力鋼束的二次效應
體外預應力鋼束僅在錨固和轉向位置處,才能與結構的豎向位移相協調,豎向約束點越少,結構變形時體外預應力鋼束偏離原位置就越多,這就是體外預應力鋼束的二次效應。二次效應是體外預應力結構在彈性階段區別於體內預應力結構的特徵之一。由於二次效應考慮的是體外預應力鋼束與結構豎向變形的差異,故這種效應是非線性的,對二次效應的研究必須考慮結構的非線性影響。
體外預應力在有限元計算中的實現目前體外預應力的有限元計算主要有兩種方法:
1、以等效 荷載的形式新增體外預應力;
2、單獨建立體外束單元的方式實現。
方法1能近似的計算預應力損失,但無法考慮轉向塊的作用(粘結滑移),且由於方法1是以荷載形式表達的(沒有實際的結構),所以難以考慮鋼束的二次效應。
方法2用結構來模擬預應力,因此能較好的考慮鋼束的二次效應,但預應力損失的計算與轉向塊的模擬存在一定的技術門檻,但是這並不是不能克服的,這一點在 WISEPLUS中已經提供了相關技術的實現。