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1、学习模块五：预应力混凝土学习模块五：预应力混凝土 建筑工程管理专业建筑工程管理专业某大厦框架剪力墙结构，某大厦框架剪力墙结构， 檐高檐高55米米 ，总建筑面积约，总建筑面积约136600 平方米，地上平方米，地上13层，地层，地下下3层，东西长约层，东西长约147米，南北长约米，南北长约79米。其中部分板及梁中布置后张无粘结预应力米。其中部分板及梁中布置后张无粘结预应力筋以解决结构的温度应力；部分梁中布置后张有粘结预应力筋以解决结构的抗裂、变筋以解决结构的温度应力；部分梁中布置后张有粘结预应力筋以解决结构的抗裂、变形、承载力问题，有粘结梁主要有框架梁，悬挑梁。框架梁最大跨度形、承载力问题，有粘
2、结梁主要有框架梁，悬挑梁。框架梁最大跨度16.8米，悬挑梁米，悬挑梁最大跨度最大跨度6.2米。预应力筋均采用米。预应力筋均采用s15.2（75）高强低松弛预应力钢铰线，抗拉强）高强低松弛预应力钢铰线，抗拉强度标准值度标准值fptk=1860Mpa；张拉控制应力为；张拉控制应力为0.70fptk即即con=1302Mpa。预应力锚具。预应力锚具采用采用B&S(包含包含BUPC) 体系，体系，I类锚具，有粘结预应力筋张拉端采用类锚具，有粘结预应力筋张拉端采用Z15型群锚，固定型群锚，固定端采用端采用Zp15型挤压锚；无粘结预应力筋张拉端采用型挤压锚；无粘结预应力筋张拉端采用Z15-1型单孔锚具，固
3、定端采用型单孔锚具，固定端采用Zp15型挤压锚；混凝土强度等级为型挤压锚；混凝土强度等级为C40，强度达到设计要求强度后方可张拉。，强度达到设计要求强度后方可张拉。思考：思考：（1）预应力混凝土有哪些施工工艺？）预应力混凝土有哪些施工工艺？（2）无粘结预应力混凝土适用于哪些结构？）无粘结预应力混凝土适用于哪些结构？（3）预应力筋的张拉控制力如何确定？）预应力筋的张拉控制力如何确定？引例引例 建筑工程管理专业建筑工程管理专业主要内容主要内容学习单元学习单元1：先张法施工先张法施工学习单元学习单元2： 后张法施工后张法施工 建筑工程管理专业建筑工程管理专业学习目标学习目标1.1.了解预应力混凝土的
4、概念及工程应用中的优点了解预应力混凝土的概念及工程应用中的优点;2.掌握先张法施工工艺、预应力筋的控制应力、张拉程序和放张顺序的确定掌握先张法施工工艺、预应力筋的控制应力、张拉程序和放张顺序的确定及注意事项；及注意事项；3.掌握后张法施工工艺、孔道留设、预应力筋的张拉顺序及孔道灌浆等施工掌握后张法施工工艺、孔道留设、预应力筋的张拉顺序及孔道灌浆等施工方法及注意事项。方法及注意事项。 能编制先张法施工方案，进行先张法施工，能编制后张法施工方案，进行后张法能编制先张法施工方案，进行先张法施工，能编制后张法施工方案，进行后张法施工。施工。 建筑工程管理专业建筑工程管理专业学习重、难点学习重、难点学习
5、重点：学习重点： 1 1. .预应力混凝土工程的先张法、后张法的施工工艺；预应力混凝土工程的先张法、后张法的施工工艺； 2. 2.机具设备和施工方法。机具设备和施工方法。学习难点学习难点 先张法与后张法预应力影响因素分析先张法与后张法预应力影响因素分析 建筑工程管理专业建筑工程管理专业普通钢筋混凝土结构：普通钢筋混凝土结构：抗拉抗拉强度低，使混凝土过早开裂强度低，使混凝土过早开裂 预应力混凝土结构：预应力混凝土结构：借助于借助于混凝土的拉压强度补偿其抗混凝土的拉压强度补偿其抗拉强度的不足以推迟受拉区拉强度的不足以推迟受拉区混凝土的开裂混凝土的开裂思考：思考：普通混凝土与预应力混普通混凝土与预应
6、力混凝土有何区别？凝土有何区别？ 建筑工程管理专业建筑工程管理专业学习单元学习单元1：先张法施工：先张法施工工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案先张法施工先张法施工浇筑混凝土构件前先张拉预应力筋，将张拉的浇筑混凝土构件前先张拉预应力筋，将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后进行非预应力筋的绑预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后进行非预应力筋的绑扎，支设模板，浇筑混凝土构件，待混凝土养护达到一定强度扎，支设模板，浇筑混凝土构件，待混凝土养护达到一定强度（一般不低于混凝土设计强度值的（一般不低于混凝土设计强度值的75%75%），保证预应力筋与混凝），保证预应力筋与混凝土有
7、足够的粘结时，放松预应力筋，预应力筋弹性回缩，借助土有足够的粘结时，放松预应力筋，预应力筋弹性回缩，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力。于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力。 建筑工程管理专业建筑工程管理专业一、先张法施工准备一、先张法施工准备（一）预应力钢筋（一）预应力钢筋1、钢绞线、钢绞线2、高强钢丝、高强钢丝3、热处理钢筋、热处理钢筋4、精轧螺纹钢筋、精轧螺纹钢筋5、冷拉钢筋、冷拉钢筋工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业（一）预应力钢筋（一）预应力钢筋1、钢绞线、钢绞线由6根碳素钢丝围绕一根中心钢丝在绞丝机上绞成
8、螺旋状，再经低温回火制成工工工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业2 2、高强钢丝、高强钢丝外形分为光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝三种。外形分为光圆钢丝、螺旋肋钢丝、刻痕钢丝三种。工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业3 3、热处理钢筋、热处理钢筋普通热轧中碳合金钢筋经淬火和回火调质热处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，直径为理制成。具有高强度、高韧性和高粘结力等优点，直径为6 610mm10mm。 热处理钢筋的螺纹外形，有带纵肋和无纵肋两种
9、。热处理钢筋的螺纹外形，有带纵肋和无纵肋两种。 (a)(a)带纵肋带纵肋 (b) (b)无纵肋无纵肋工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业4 4、精轧螺纹钢筋、精轧螺纹钢筋用热轧方法在钢筋表面上轧出不带纵肋的用热轧方法在钢筋表面上轧出不带纵肋的螺纹外形。具有锚固简单、施工方便、无需焊接等优点。螺纹外形。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直径有目前国内生产的精轧螺纹钢筋直径有25mm25mm和和 32mm32mm，其屈服点为，其屈服点为750MPa750MPa和和900MPa900MPa两种两种精轧螺纹钢筋外形精
10、轧螺纹钢筋外形 工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业5 5、冷拉钢筋、冷拉钢筋将将级热轧钢筋在常温下通过张拉到超过屈级热轧钢筋在常温下通过张拉到超过屈服点某一应力，使其产生一定的塑性变形后卸荷，再经时效处理而服点某一应力，使其产生一定的塑性变形后卸荷，再经时效处理而成。这样钢筋的塑性和弹性模量有所降低而屈服强度和硬度有所提成。这样钢筋的塑性和弹性模量有所降低而屈服强度和硬度有所提高。高。工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业( (二）机械设备选择二）机械设备选择1、台座、台座2、夹具、夹具
11、3、张拉机械、张拉机械工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业1 1、台座、台座1 1）、要求：有足够的强度、刚度和稳定性；满足生产工艺的要求。）、要求：有足够的强度、刚度和稳定性；满足生产工艺的要求。2 2）、形式：）、形式： 墩式墩式( (传力墩、台面、横梁传力墩、台面、横梁) ) 长度长度100100150m150m，适于中、小型构件。，适于中、小型构件。 墩式台座的几种形式。墩式台座的几种形式。 槽式槽式( (传力柱、上下横梁、砖墙传力柱、上下横梁、砖墙) ) 长长454576m76m，适于双向预应力构件，适于双向预应力构件, ,易于蒸
12、汽养护。易于蒸汽养护。 工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业墩式台座的几种形式：槽式台座 建筑工程管理专业建筑工程管理专业2 2、夹具、夹具先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在先张法构件施工时保持预应力筋拉力，并将其固定在张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置。张拉台座（或设备）上的临时性锚固装置。（1 1）钢丝夹具）钢丝夹具 按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。按其工作用途不同分为锚固夹具和张拉夹具。锚固夹具：将预应力钢筋锚固在台座或钢模上锚固夹具：将预应力钢筋锚固在台座或钢模上张拉夹具：张拉时夹持预应力筋张拉夹具：张拉时夹持
13、预应力筋（2 2）钢筋夹具）钢筋夹具圆套筒三片式夹具，如图所示。圆套筒三片式夹具，如图所示。两片式销片夹具两片式销片夹具工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业（a）圆锥齿板式 （b）圆锥槽式 （c）锲形钢丝的锚固夹具钢丝的锚固夹具1套筒；2齿板；3钢丝；4锥塞；5锚板；6锲块工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业 （a）钳式 （b）偏心式 （c）楔形 钢丝的张拉夹具钢丝的张拉夹具1钢丝；2钳齿；3拉钩；4偏心齿条；5拉环；6锚板；7楔块工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案
14、 建筑工程管理专业建筑工程管理专业3 3、张拉设备、张拉设备1.1.电动张拉电动张拉电动螺杆张拉机（图电动螺杆张拉机（图1)1)电动卷扬机电动卷扬机( (图图2 2）2.2.液压张拉液压张拉液压千斤顶（图液压千斤顶（图3 3）高压油泵高压油泵图1 图2图3工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业二、先张法施工的工艺流程二、先张法施工的工艺流程先张法生产示意图先张法生产示意图1台座；2横梁；3台面；4预应力筋；5夹具；6混凝土构件工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业二、先张法施工的工艺流程二、
15、先张法施工的工艺流程1.1.预应力铺设预应力铺设2.2.预应力筋的张拉预应力筋的张拉3.3.混凝土的浇注与养护混凝土的浇注与养护4.4.预应力筋放张预应力筋放张工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业1.预应力筋下料、预应力筋铺设预应力筋下料、预应力筋铺设预应力筋下料预应力筋下料预应力铺设预应力铺设预应力筋固定端锚具挤压预应力筋固定端锚具挤压工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业 超张拉制度超张拉制度0 105% con con 一次一次张拉制度张拉制度 0 103% con 持荷2分钟2.2
16、.预应力筋的张拉预应力筋的张拉工作任务：编写先张法施工方案工作任务：编写先张法施工方案 建筑工程管理专业建筑工程管理专业1 1、混凝土一次浇完，混凝土混凝土一次浇完，混凝土C30C30。2 2、防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比、防止较大徐变和收缩：选收缩变形小的水泥，水灰比0.50.5，级配良好，振，级配良好，振捣密实捣密实( (特别是端部特别是端部) )。 混凝土收缩：由于水泥浆在硬化过程中脱水密结和毛细孔压缩的结果混凝土收缩：由于水泥浆在硬化过程中脱水密结和毛细孔压缩的结果 混凝土徐变：指混凝土在荷载长期作用下产生的塑性变形混凝土徐变：指混凝土在荷载长期作用下产生的塑性变形3 3、采用机械振捣密实时，要避免碰撞钢丝。混凝土未达到一定强度前，不允许、采用机械振捣密实时，要避免碰撞钢丝。混凝土未达到一定强度前，不允许碰撞或踩踏钢丝。碰撞或踩踏钢丝。4 4、减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，、减少应力损失：非钢模台座生产，采取二次升温养护，( (开始温差开始温差2020，达达10MPa10MPa后按正常速度升温后按正常速度升温) )。3.混凝土的浇注与养护混凝
