環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)與工程應(yīng)用

前言

　　本書著述的成果是集體智慧的結(jié)晶，主要內(nèi)容出自著者合作完成的相關(guān)科研項(xiàng)目成果，大部分成果已得到工程應(yīng)用。第1章主要闡述了以高強(qiáng)低松弛預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)管形斷面結(jié)構(gòu)混凝土施加環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力為標(biāo)志的環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土的基本概念、預(yù)應(yīng)力技術(shù)體系、預(yù)應(yīng)力張拉錨固支撐方式和構(gòu)造要求以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。第2章為環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土的材料和設(shè)備，包括混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、錨具及其防護(hù)、孔道成型材料及灌漿技術(shù)、預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備和變角張拉工藝等。第3章為預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力損失和有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)值計(jì)算等。第4章闡述了環(huán)形預(yù)應(yīng)力的作用機(jī)理，給出了環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力張拉施工階段的應(yīng)力控制驗(yàn)算、正常使用應(yīng)力控制驗(yàn)算和極限承載力設(shè)計(jì)的一般方法，并對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施進(jìn)行了論述。第5章結(jié)合東江-深圳供水改造工程實(shí)踐，闡述了淺埋式預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù)。第6章結(jié)合黃河小浪底水利樞紐工程排沙洞預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌工程實(shí)踐，介紹了該工程現(xiàn)場(chǎng)仿真模型試驗(yàn)和洞內(nèi)試驗(yàn)段實(shí)測(cè)分析成果，闡述了壓力隧洞高效預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌的設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù)。第7章結(jié)合三峽水利樞紐工程壩后背管科研課題研究成果，介紹了鋼襯-高效預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道的受力計(jì)算方法，論述了這種新型結(jié)構(gòu)在高壓管道中應(yīng)用的可行性。第8章結(jié)合鄭州市污水處理工程建設(shè)實(shí)踐，介紹了城市污水處理構(gòu)筑物環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及施工技術(shù)。第9章介紹了環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在大型筒倉(cāng)和儲(chǔ)罐、核電站安全殼等結(jié)構(gòu)的應(yīng)用概況。本書還結(jié)合工程實(shí)例給出了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，可供有關(guān)工程設(shè)計(jì)人員決策參考?！　∽髡呦嘈?，經(jīng)過對(duì)各專題研究成果的系統(tǒng)整理分析，本書對(duì)環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)做了比較全面的理論研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，將會(huì)成為相關(guān)技術(shù)人員了解管形斷面結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力新技術(shù)的重要參考書，對(duì)在校相關(guān)研究生拓寬專業(yè)知識(shí)、貼近工程實(shí)際也是大有裨益的。　　在本書付梓之際，衷心感謝華北水利水電學(xué)院李樹瑤教授、張鏡劍教授在相關(guān)課題研究過程中給予的悉心指導(dǎo)；衷心感謝華北水利水電學(xué)院趙平副教授、陳文義副教授、黃和法講師、李鳳蘭教授、唐克東副教授、胡志遠(yuǎn)高級(jí)工程師、亢景富副教授等多年的友好合作；感謝在華北水利水電學(xué)院水工結(jié)構(gòu)工程專業(yè)攻讀碩士學(xué)位的研究生劉筠、李長(zhǎng)永、勾彥敏、何文福、裴松偉、張學(xué)朋等，他 （她） 們刻苦學(xué)習(xí)、鉆研新的科學(xué)知識(shí)，為部分專題研究工作做出了貢獻(xiàn)。衷心感謝各專題合作單位領(lǐng)導(dǎo)和同志們的友好協(xié)作與大力支持。特別應(yīng)該感謝的是中國(guó)三峽工程開發(fā)總公司總工程師、中國(guó)工程院院士張浩然教授，科技部主任史振寰教授，黃河小浪底水利樞紐工程CGIC聯(lián)營(yíng)體 （II標(biāo)） 總經(jīng)理Krause T.先生、副總經(jīng)理Colin O. 先生、洞挖部經(jīng)理Suquet L. 先生和經(jīng)理助理江瑞俊高級(jí)工程師，黃委會(huì)黃河水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院小浪底設(shè)計(jì)分院沈鳳生教授級(jí)高工、胡玉明高級(jí)工程師，廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院院長(zhǎng)張黎明教授級(jí)高工、總工程師黃建添教授級(jí)高工、副總工程師李玉珪高級(jí)工程師，鄭州市污水凈化有限公司總經(jīng)理孫依群高級(jí)工程師、副總經(jīng)理張舒高級(jí)工程師。本書也引用了國(guó)內(nèi)同行的部分研究成果，在此一并致謝?！　〉赂咄氐闹袊?guó)工程院院士、大連理工大學(xué)博士生導(dǎo)師趙國(guó)藩教授多年來對(duì)著者的研究工作給予了熱情關(guān)注、鼓勵(lì)和指導(dǎo)，并為本書作序，謹(jǐn)此致以衷心感謝。

內(nèi)容概要

本書闡述了環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土的基本理念、技術(shù)體系、材料和設(shè)備、變角張拉工藝以及預(yù)應(yīng)力損失和有效預(yù)應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)值、張拉施工階段混凝土應(yīng)力控制、正常使用應(yīng)力控制和極限承載力設(shè)計(jì)的一般計(jì)算方法和結(jié)構(gòu)措施。結(jié)合工程實(shí)踐，闡述了淺埋式壓力管道、壓力隧洞襯砌、鋼襯—混凝土壓力管道、城市污水處理構(gòu)筑物等高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù)。介紹了環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在大型筒倉(cāng)和儲(chǔ)罐、核電站安全殼等結(jié)構(gòu)的應(yīng)用概況。    本書可作為相關(guān)技術(shù)人員和在校學(xué)生掌握管形斷面結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力新技術(shù)的重要參考書。

作者簡(jiǎn)介

趙順波，工學(xué)博士，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師，河南省高校特聘教授，河南省優(yōu)秀專家，河南省高校教學(xué)名師，河南省杰出青年科學(xué)基金、河南省高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)工程培養(yǎng)基金和河南省青年科技獎(jiǎng)獲得者?，F(xiàn)任華北水利水電學(xué)院教授、土木與交通學(xué)院院長(zhǎng)、河南省重點(diǎn)學(xué)科——水工結(jié)構(gòu)工程學(xué)科帶頭人，兼任中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土分學(xué)會(huì)——纖維混凝土委員會(huì)委員、中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)混凝土結(jié)構(gòu)專業(yè)委員會(huì)委員、大連理工大學(xué)博士生聯(lián)合導(dǎo)師，武漢大學(xué)兼職教授、鄭州大學(xué)兼職教授、河南省人民政府安全生產(chǎn)委員會(huì)專家組專家等職，主要從事現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)、混凝土結(jié)構(gòu)仿真模型試驗(yàn)技術(shù)、大型和復(fù)雜結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)、纖維水泥基復(fù)合材料等領(lǐng)域的研究。主持完成20余項(xiàng)國(guó)家和省部級(jí)科技項(xiàng)目。參加多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省級(jí)重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目的技術(shù)咨詢工作。參編國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3部，主編教材3部。發(fā)表論文120余篇，被SCI、EI收錄30余篇，出版專著《混凝土疊合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用》。研究成果獲省部級(jí)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)7項(xiàng)，中國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展基金會(huì)歐維姆預(yù)應(yīng)力技術(shù)工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。

書籍目錄

第1章  概論 1.1  環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土的基本理念 1.2  環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)體系 1.3  環(huán)形預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉錨固支撐方式及構(gòu)造要求 1.4  環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 參考文獻(xiàn)第2章  預(yù)應(yīng)力混凝土材料與設(shè)備 2.1  混凝土 2.2  預(yù)應(yīng)力鋼筋 2.3  錨具及其防護(hù) 2.4  孔道成型材料與灌漿技術(shù) 2.5  預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備 參考文獻(xiàn)第3章  預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉階段有效應(yīng)力及張拉伸長(zhǎng)值計(jì)算 3.1  預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力 3.2  預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算 3.3  預(yù)應(yīng)力鋼筋的有效應(yīng)力計(jì)算 3.4  預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉伸長(zhǎng)值的計(jì)算與校核 參考文獻(xiàn)第4章  環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)方法 4.1  環(huán)形預(yù)應(yīng)力的作用機(jī)理 4.2  預(yù)應(yīng)力張拉施工階段結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制驗(yàn)算 4.3  結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 4.4  結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 4.5  結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)第5章  淺埋式高效預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐 5.1  概述 5.2  管道截面形式的選擇 5.3  荷載及其效應(yīng)組合 5.4  管道的設(shè)計(jì)方法與構(gòu)造要求 5.5  東江-深圳供水改造工程預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道設(shè)計(jì)與模型試驗(yàn)研究 5.6  東江-深圳供水改造工程預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道施工技術(shù) 參考文獻(xiàn)第6章  壓力隧洞高效預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐 6.1  概述 6.2  壓力隧洞預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌設(shè)計(jì)方法 6.3  黃河小浪底水利樞紐工程排沙洞預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌設(shè)計(jì)與模型試驗(yàn)研究 6.4  黃河小浪底水利樞紐工程排沙洞無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌試驗(yàn)段測(cè)試分析 6.5  黃河小浪底水利樞紐工程排沙洞無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌施工技術(shù) 參考文獻(xiàn)第7章  混凝土重力壩下游壩面鋼襯預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道設(shè)計(jì) 7.1  概述 7.2  鋼襯與預(yù)應(yīng)力混凝土完全接觸的壓力管道橫向受力計(jì)算 7.3  鋼襯與預(yù)應(yīng)力混凝土非完全接觸的壓力管道橫向受力計(jì)算 7.4  鋼襯預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道設(shè)計(jì)方法 7.5  混凝土重力壩下游壩面鋼襯預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道受力分析 參考文獻(xiàn)第8章  環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐 8.1  概述 8.2  污水處理構(gòu)筑物預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 8.3  鄭州市王新莊污水處理廠沉淀池預(yù)應(yīng)力工程實(shí)例簡(jiǎn)介 8.4  鄭州市王新莊污水處理廠污泥消化池預(yù)應(yīng)力工程實(shí)例簡(jiǎn)介 8.5  鄭州市五龍口污水處理廣沉淀池預(yù)應(yīng)力工程實(shí)例簡(jiǎn)介 參考文獻(xiàn)第9章  環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力技術(shù)的其他工程應(yīng)用 9.1  概述 9.2  環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力技術(shù)在筒倉(cāng)和儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用 9.3  環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力技術(shù)在核電站安全殼中的應(yīng)用 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　概論　　1.2　環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)體系　　環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)按照預(yù)應(yīng)力筋束與混凝土的相互關(guān)系和施工工藝可劃分為三大體系：環(huán)形有粘結(jié)體系、環(huán)形無粘結(jié)體系和環(huán)形緩粘結(jié)體系?！　?.2.1　環(huán)形有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系環(huán)形有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系（the system of annular bonded prestressed concrete）是通過在結(jié)構(gòu)預(yù)留孔道內(nèi)穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)可在孔道內(nèi)自由滑動(dòng)，張拉完成后錨固并對(duì)孔道注漿使預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土永久粘結(jié)不產(chǎn)生滑動(dòng)的環(huán)形預(yù)應(yīng)力技術(shù)體系?！　…h(huán)形有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系主要由預(yù)應(yīng)力鋼筋、孔道、錨具、孔道灌漿和錨固區(qū)回填處理等組成，如圖1.2所示。孔道壓漿是保證該體系耐久性的關(guān)鍵工序，應(yīng)確保預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道內(nèi)壁緊密粘結(jié)，可改善構(gòu)件的抗裂性能，保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋不被銹蝕。這種體系需要預(yù)置孔道成型材料及其輔助定位鋼筋、穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋、孔道灌漿等繁雜工序，存在著預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時(shí)易在孔道內(nèi)壁擠壓、孔道灌漿不易飽滿密實(shí)、硬化后孔道內(nèi)部易形成空洞、有的部位起不到粘結(jié)筋的作用等缺陷，而且環(huán)形預(yù)應(yīng)力鋼筋的孔道摩擦損失大，在管壁混凝土中建立的有效環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力較小且均勻性較差，將顯著增加預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量，增大工程造價(jià)?！　?.2.2　環(huán)形無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系　　環(huán)形無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系（the system of annular tin-bonded prestressed concrete）是通過無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉對(duì)管壁施加環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力，由錨具錨固但與管壁混凝土不產(chǎn)生粘結(jié)的環(huán)形預(yù)應(yīng)力技術(shù)體系?！　…h(huán)形無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系主要由無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋、錨具和錨固區(qū)回填處理等組成，如圖1.3所示。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋外部裹以高密度塑料套管，內(nèi)部空隙以防腐油脂填充，在澆筑混凝土前將其和非預(yù)應(yīng)力鋼筋一樣定位鋪設(shè)在模板內(nèi)，當(dāng)混凝土達(dá)到合適強(qiáng)度后進(jìn)行張拉和錨固。與環(huán)形有粘結(jié)體系相比施工簡(jiǎn)便，不需要預(yù)留孔洞、穿筋、灌漿等繁瑣工序，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋在結(jié)構(gòu)中可較為均勻的布置，張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋與塑料PE套管間的摩擦力小，混凝土管壁中建立的有效預(yù)壓應(yīng)力較大且均勻性較好?！　　?/pre>




編輯推薦
　　《環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)與工程應(yīng)用》從環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土的基本理念出發(fā)，闡述了環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)體系、預(yù)應(yīng)力張拉錨固支撐方式及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，介紹了環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土的材料和專用設(shè)備，論述了環(huán)形預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力損失和有效預(yù)應(yīng)力以及預(yù)應(yīng)力筋張拉伸長(zhǎng)值的計(jì)算方法，提出了環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土的一般設(shè)計(jì)方法及結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施。 《環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)與工程應(yīng)用》注重理論與工程實(shí)踐相結(jié)合，闡述了淺埋式高效預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道結(jié)構(gòu)、壓力隧洞高效預(yù)應(yīng)力混凝土襯砌、壩后鋼襯—高效預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道以及城市污水處理構(gòu)筑物環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù)，具有重要理論和工程應(yīng)用價(jià)值。在預(yù)應(yīng)力張拉錨固扶壁和槽口尺寸的計(jì)算方法、環(huán)形預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力損失和張拉伸長(zhǎng)值計(jì)算方法、預(yù)應(yīng)力張拉施工階段的環(huán)形高效預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制驗(yàn)算方法和正常使用應(yīng)力控制驗(yàn)算方法、鋼襯—高效預(yù)應(yīng)力混凝土壓力管道橫向受力計(jì)算方法等很多方面填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外的研究空白。





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