普通鋼筋可以用於預應力混凝土中的預應力鋼筋么?
普通鋼筋可以用於預應力混凝土中的預應力鋼筋么?
普通鋼筋是不可以用於預應力混凝土中的預應力鋼筋的;但是普通鋼筋在某些工藝中可以施加預加力;
應該說普通鋼筋不適合用於預應力混凝土
因為使用普通鋼筋,其應力損失比使用高強度筋要多的多,特別是由於混凝土的收縮和徐變導致的損失在普通鋼筋中尤為明顯:
可以舉個簡單計算例子,順便補充 @徐騰飛 的第一個觀點:
假設普通鋼筋屈服應力 f=400MPa (Grade 400) Es=200000 Mpa
假設結構鋼筋應力達到60%屈服應力(CSA A23.3)
應變為f/Es = 400 0.6 /200000 =1.2 *10^-3
由於徐變收縮導致鋼筋應變減少大約為0.8*10^-3
考慮徐變收縮後鋼筋中的應力為 f=(1.2-0.8)*10^-3 *Es= 0.4*10^-3*200000 =80Mpa
鋼筋的有效應力對比之前 = 80/0.6*400 *100% = 33.33%
因此損失了大約67%的應力
如果我們用強度為1860MPa的高強度鋼筋(Ep=190000 Mpa)代替:
應變為f/Ep = 1860 0.6 /190000 =5.87 *10^-3
考慮同樣的徐變收縮損失後鋼筋中的應力為 f=(5.87-0.8)*10^-3 *Ep= 5.07*10^-3*190000 =963Mpa
高強度鋼筋的有效應力對比之前 = 963/0.6*1860 *100% = 86.3%
因此損失了大約14%的應力
所以對比高強度鋼筋,普通鋼筋在預應力混凝土結構的中應力損失嚴重,不適合用於設計。
其實存在可以替代高強度鋼筋的材料,比如碳纖維筋(CFRP bar),也可以運用於預應力混凝土結構,有時間我再來補充!
顯然,這個答案是否定的
至於為什麼,在結構設計原理有幾個章節可以找到
1、前言
大概一般來說,結構設計原理的第一章都有這部分內容。
意思是說,預應力的概念提出很早,但是直到高強鋼筋出現後,才使得預應力技術有了應用的可能。之所以如此是因為普通鋼筋強度低,所以施加的預應力很有限,考慮到預應力損失後,有效預應力非常低,所以沒什麼意義。2、預應力損失這個章節
這個是對前言的進一步解釋,你可以試著定量的來分析,到底是為什麼。此外,預應力筋除了採用預應力鋼絞線外,也有使用精軋螺紋鋼。這是因為,首先精軋螺紋管強度還不錯,第二,精軋螺紋管的預應力回縮損失比較小,所以還是對到第2點,搞懂第2點就可以判斷了。
必須不行 強度差好幾倍 計入各種因素的預應力損失的話基本就所剩無幾
從規範、教材角度,可以回答「否」。但到了知乎,回答「否」就是不全面的。
大家熟知的「普通鋼筋」、「預應力鋼筋」兩個概念主要來自於《混凝土結構設計規範》GB 50010及各混凝土結構領域的教材。
《混凝土結構設計規範》GB 50010-2010的術語定義摘錄如下:
從規範的規定範圍看,上述定義在GB 50010-2010的範圍內沒有問題。因為在GB 50010-2010中,鋼絲、鋼絞線就是做預應力混凝土結構的縱向受力鋼筋的,所有使用都會張拉預應力。目前國內外的非張拉預應力的普通鋼筋混凝土結構中,縱向受力鋼筋、箍筋的強度都在不斷提高。日本已有縱向受力鋼筋685MPa、箍筋1275MPa。具體可見Hiroyuki Aoyama. Design of Mordern Highrise Reinforced Concrete Structures[M]. 青山博之[著], 張川[譯]. 現代高層鋼筋混凝土結構設計[M]. 重慶:重慶大學出版社,2006.
國內縱向受力鋼筋雖然最高僅應用到500MPa(部分600MPa因缺少應用依據,實際上還是按500MPa設計的),但箍筋已有應用1420MPa的工程。具體可見
於慶榮. 約束混凝土柱裝配整體式框架結構技術發展與研究. 中國混凝土與水泥製品協會預製混凝土構件分會. 第三屆中國預製混凝土技術論壇會刊. 上海,2013:59-66.
潘樹賓. 約束混凝土柱裝配整體式框架結構工程應用介紹. 中國混凝土與水泥製品協會預製混凝土構件分會. 第三屆中國預製混凝土技術論壇會刊. 上海,2013:67-72.
中國工程建設協會標準. 《約束混凝土柱組合梁框架結構技術規程》CECS347:2013.
相關的研究文獻更多。
不張拉預應力的鋼筋應用強度超過500MPa以後,很多時候同一種鋼筋可以同時作為非預應力鋼筋、預應力鋼筋使用。如國內於慶榮、潘樹賓等人研發並建造的「約束混凝土柱裝配整體式框架結構」,其框架柱箍筋採用的是1420MPa的PC鋼棒(名字中PC就是「預應力」的意思),這種材料在國內還普遍應用於預應力管樁中(要張拉)。
在日本應用的685MPa的縱向受力鋼筋,很多都是精軋螺紋的,這種鋼筋既可以張拉使用,也可以不張拉使用。
綜上,普通鋼筋、預應力鋼筋的概念源自《混凝土結構設計規範》,但隨著技術的發展,這些概念本身也有局限性,未來《混凝土結構設計規範》也要不斷地完善修改。
普通鋼筋、預應力鋼筋不再嚴格區分,也就不用糾結「普通鋼筋是否可以用於預應力混凝土中的預應力鋼筋」了。
最後說一下,預應力結構的大發展也要歸功於最近30年鋼絞線這種性能優良的材料的研發與規模化生產。早期做預應力,主要的預應力鋼筋就是光面冷拔低碳鋼絲(用Q235普通鋼筋或光面合金鋼筋冷拔後提高強度)和帶肋冷拉鋼筋(也就是以前說的冷拉Ⅳ級鋼,也是熱軋帶肋合金鋼筋冷拉後得到),在那個時候,預應力鋼筋與普通鋼筋之間的距離也是很小的。謝不邀,不能代替,下面我簡單說幾句,道理是這樣的1預應力筋的強度確實要比普通鋼筋強很多,考慮各種預應力損失,仍然可以產生很大的預壓力。2 注意這條,注意這條。 被很多人忽視的一個原因是,你有沒有想過為什麼預應力鋼絞線沒有明顯屈服,正是因為這種特性,你張拉之後,很小的變形就可以產生很大應力,而且不會拉脫力(就是屈服了)。對於普通鋼筋,一旦鋼筋屈服了,你拉的很開心,但是實際上是使不上勁的,鋼筋變長了,力卻沒變。那你拉個啥拉。因為普通鋼筋應力應變曲線中,彈性段比屈服段小多了。那 普通鋼筋要想達到同樣的效果怎麼辦?那就冷拉或者冷拔了以後再來。但是強度提高差鋼絞線這種還是差很多,那算了,直接上鋼絞線吧。
建議回去好好預習《混凝土結構基本原理》,快考試了別嚇到改卷老師。
預應力鋼筋就是用來抵抗強大的拉力的,而普通鋼筋根本就受不了這種大拉力。
《結構設計原理》:預應力混凝土並不能創造超越其本身材料強度能力的奇蹟。無論是預應力的還是普通配筋的混凝土結構,其內部抵抗力偶都必須由鋼筋受拉和混凝土受壓來提供。
不能, 普通鋼筋施加預應力和代替預應力鋼筋是兩碼事。
打個不恰當的比喻:就好比用二鍋頭消毒和醫用酒精消毒一樣的效果差距吧
這不是典型的鋼筋混凝土課程中的問題嗎,從本科到碩士,從筆試到口試,從開卷到閉卷,被問了無數遍,答案一直是「不能」
這道題問的有點問題。首先,預應力鋼筋就是通過對鋼筋進行預先一定的拉力,使它產生預應力。和混凝土結合後待混凝土有一定強度後,再放鬆鋼筋,鋼筋的收縮力對混凝土產生預壓力,使構件在受拉區收到壓力,抵抗拉應力。以減少構件的繞度。普通鋼筋沒有施加預拉應力,當然不能。但預應力鋼筋就是普通鋼筋施加拉力後的鋼筋。
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