第1页：5.2建筑缆索
5.2建筑缆索
本页以图片形式呈现，展示结构形式与构件组成。
第2页：建筑缆索分类
建筑缆索分类
- 力学意义上的索理想柔性，即不能受压，也不能抗弯；截面尺寸与构件长度相比十分微小，在计算中可不考虑截面的抗弯刚度
第3页：建筑用索钢丝缆索劲性索高强钢棒
建筑用索钢丝缆索劲性索高强钢棒
第4页：高强钢丝
高强钢丝
- 高强钢丝是由经过退火处理的优质碳钢盘条（碳含量在0.5%以上）经多次连续冷拔而成
- 冷拔是将钢筋通过硬质合金模孔拉拔，此时钢筋不仅受拉还受到挤压作用，因而比纯冷拉作用强烈
- 冷拔能提高屈服强度～60%，但塑性大大降低。OOD未冷拉OBACD1KC1冷拉经时效冷拉无时效
第5页：高强钢丝的力学性能
高强钢丝的力学性能
- 高强钢丝的抗拉强度一般为1370~1860，伸长率为5%～6%，直径规格为3~9mm
- 钢丝越细，制造工艺越高，缺陷率越低，抗拉强度越高，同时，绞合成的钢索也越柔软，施工更方便，在钢索弯曲部位的受力也更为均匀
- 结构用缆索一般对柔软性的要求不高，但要求耐腐蚀性要好，故宜选用较粗直径钢丝制造
第6页：松弛率弯曲次数伸长率
松弛率弯曲次数伸长率
- =250mm屈服强度公称抗拉强度公称直径1000h应力损失弯曲半径次数/180°II级松弛级松弛II级松弛级松弛2.5%8%15441330141012501330157016705.02.5%8%20441330141012501330157016707.05高强钢丝的力学性能摘自《建筑缆索用钢丝》CJ3077-1998
第7页：钢绞线
钢绞线
- 由多根高强钢丝呈螺旋形绞合而成。1+61×71+6+121×191+6+12+181×371+6+12+18+241×616
第8页：钢绞线的捻制
钢绞线的捻制
- 钢绞线的捻制方向有左捻和右捻之分
- 多层钢绞线的最外层钢丝的捻向应与相邻内层钢丝的捻向相反。？
- 钢绞线受拉时，中央钢丝应力最大，外层钢丝的应力与其捻角大小有关
- 钢绞线的抗拉强度比单根钢丝降低10%~20%，弹性模量比钢丝降低15%~35%
第9页：密封钢绞线（密封钢丝绳）
密封钢绞线（密封钢丝绳）
- 截面含钢率较高，可达到85%以上（普通钢绞线一般为75%左右），因而张拉刚度（EA）较高
- 由于外层异形钢丝的紧密联结作用，使得密封钢绞线的耐腐蚀和耐磨损性能均有所提高
- 由于异形钢丝不能冷拔到圆形钢丝的强度，因此密封式钢绞线的破断强度要低于普通钢绞线；价格也要比普通钢绞线略高
第10页：钢丝绳构造麻芯钢芯
钢丝绳构造麻芯钢芯
- 钢丝绳
- 由多股钢绞线围绕一核心绳（芯）捻制而成
- 根据核心绳的材质不同可分为麻芯和钢芯
- 结构用索应采用金属芯
- 常用钢丝绳断面形式有7×7和7×19两种
第11页：钢丝绳的各种捻法特点
钢丝绳的各种捻法特点
- 示意图捻法是一种最常用的钢丝绳捻制方式。优点是不易松散和扭折，且承受横向压力的能力比同向捻要好；缺点是不够柔软，使用寿命短。结构用钢丝绳多为此种。交互捻钢丝间接触较好，表面比较平滑，柔软性好，耐磨损，使用寿命长；但是容易松散和扭折。主要用于开采和挖掘设备中。同向捻兼具以上两种方法的优点，但是制造困难。主要用于起重设备中。混合捻
第12页：钢丝绳的力学特性
钢丝绳的力学特性
- 钢丝绳的优点是比较柔软，施工安装方便，特别适用于需要弯曲且曲率较大的非主要受力构件
- 由于其截面含钢率偏低（仅为60%左右），且钢丝的缠绕重复次数较多，捻角也较大，因而强度和弹性模量均低于钢绞线
- 研究表明，钢丝绳的弹性模量比单根钢丝降低50%~60%
第13页：平行钢丝束
平行钢丝束
- 是由若干相互平行的钢丝压制集束或外包防腐护套制成，断面呈圆形或正六角形
- 常用制索钢丝直径有5mm和7mm两种，采用光面钢丝或镀锌钢丝；钢丝呈蜂窝状排列，根数有7根、19根、37根、61根等
第14页：平行钢丝束的优点
平行钢丝束的优点
- 钢丝结构紧凑
- 受力均匀
- 接触应力低
- 能够充分发挥高强钢丝材料的轴向抗拉强度
- 弹性模量与单根钢丝接近
第15页：大直径平行钢丝束的制作
大直径平行钢丝束的制作
- 平行钢绞线束组成单元数量减少，因而加工较为方便；同时由于每股钢绞线是由若干根细直径钢丝组成，因而材料的极限抗拉强度不会降低，甚至有所提高
- 半平行钢丝拉索这种缆索的运输和施工比平行钢丝束方便，目前已基本替代平行钢丝束
第16页：结构用缆索的选用
结构用缆索的选用
- 高截面含钢率
- 低延伸率
- 扭转稳定性拉索在受弯、受扭状态下，各钢丝间表现出的整体工作性能
- 耐腐蚀性和耐磨损性
第17页：三种典型的钢丝缆索力学特性比较密
三种典型的钢丝缆索力学特性比较密
- 封钢钢丝绳钢绞线半平行钢丝拉索13.913.216.0极限承载力（×106）987980自重14.517.520.4强重比181013002000张拉刚度EA（×106）好好差扭转稳定性
第18页：建筑用钢拉杆（高强度钢棒）弹性模
建筑用钢拉杆（高强度钢棒）弹性模
- 量冲击强度伸长率抗拉强度屈服强度/2.05×105/27（-20）/19/610/460高强度钢棒的力学性能
第19页：高强度钢棒的应用
高强度钢棒的应用
- 钢棒在韧性、疲劳寿命、整体性、防火防腐性能方面均要优于钢丝缆索体系；而且易于吊运安装和测力，易于与不同构件连接
第20页：建筑缆索制作
建筑缆索制作
- 应力下料法在一定拉应力状态（200~300mm2）下进行下料，以消除非弹性因素对长度的影响；下料长度1+2（1+2+3）为索在两端锚具间的净距；1、2、3分别为锚具长度、垫板厚度和索外露长度
第21页：钢索的切断应采用切割机或摩擦圆锯
钢索的切断应采用切割机或摩擦圆锯
第22页：预拉力一般取极限强度的50%~5
预拉力一般取极限强度的50%~5
- %，持荷时间0.5~2h。高强钢索的拉伸曲线预张拉后的索应力应变曲线预张拉前的索应力应变曲线211—松弛阶段，构造伸长—弹性阶段，弹性伸长—极限状态，塑性伸长
- 预张拉各类钢索在使用前都必须进行预张拉，以消除索的非弹性变形，保证索在使用阶段的弹性工作
第23页：建筑缆索制作（续）
预拉力一般取极限强度的50%（续）
- 由于钢索是由直径较小的高强钢丝组成，任何因素引起的截面损伤、削弱都会构成悬索结构的不安全因素，因此必须做好防护工作。1）镀锌有热镀和电镀两种。要求必须采用热浸镀锌工艺，锌层重量不应小于300gm2，且必须满足附着力、均匀性和表面质量等检测要求
第24页：）树脂防护套法采用高密度聚乙烯或
）树脂防护套法采用高密度聚乙烯或
- 环氧树脂在钢索外面形成密封的隔离层，以阻止高强钢丝与外界环境的接触
第25页：）表面喷涂采用矿质化合物或合成腊
）表面喷涂采用矿质化合物或合成腊
- 融化后喷涂在钢索表面，形成隔离层。2000小时盐雾试验
第26页：索头锚具
索头锚具
- 锚具材料可采用优质碳素结构钢或高强度合金结构钢，并经热处理提高综合机械性能
- 锚具强度应保证在索的破断力作用下，锚具及连接件没有明显屈服
- 按其锚固方式不同锚具可分为
- 浇铸锚具（热铸锚具、冷铸锚具）
- 压制锚具
- 夹片锚具
第27页：冷铸锚
冷铸锚
- 冷铸料可由环氧树脂、铁砂、矿粉、固化剂、增韧剂等组成
- 优点是抗疲劳性能好，锚固力大，锚固可靠，便于索力调整和拉索变换，因此在索结构中应用较广泛
第28页：冷铸锚
冷铸锚
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第29页：热铸锚
热铸锚
- 热铸料为锌铜合金（巴士合金），其浇铸温度为400~420，铜的含量为2%
- 优点是浇铸较密实，锚体冷却后的强度较大；缺点是高温热铸料会引起钢丝疲劳承载力的降低
第30页：压制锚
压制锚
- 对已穿入钢索的接头进行强制性冷挤压而产生握裹力
- 优点是造价便宜，但只能抵抗95%的索破断力
- 压制式锚具主要适用于小直径钢索，例如
- 直径48mm的钢丝绳
- 直径30mm的钢绞线
- 直径30mm的不锈钢钢丝绳
第31页：
第32页：挤压套
挤压套
本页以图片形式呈现，承接上一页「压制锚」相关内容。
第33页：夹片锚具
夹片锚具
- 由锚环（圆形和方形）和若干夹片组成，锚环的内壁及夹片均呈锥形
- 优点是制作精度高，锚固性能好，操作方便，技术成熟，并有定型产品
- 适用于3~6根
- mm
- mm的钢绞线的锚固
第34页：夹片锚具
夹片锚具
- QM型特点是在锚板上设置若干彼此独立的锥形圆孔，每个孔中采用和JM相同的3片式夹具锚固一根钢绞线
第35页：锚板、夹片
锚板、夹片
本页以图片形式呈现，承接上一页「夹片锚具」相关内容。
第36页：镦头式锚具
镦头式锚具
- 用于锚固由高强钢丝组成的平行钢丝束
- 先将高强钢丝穿入锚环和锚板，然后用液压镦头机将钢丝头部镦粗，支承在锚环和锚板上
- 张拉到位后，利用锚环上的螺母将锚环固定在支承构件上
第37页：镦头锚具的优点
镦头锚具的优点
- 是：用钢量省，体积小，易于加工，使用方便，钢丝无滑丝内缩，钢丝强度无损失，除锚固高强度钢丝外，也可用于锚固圆钢
- 缺点是：对钢丝的下料长度精度要求高，否则会使各平行钢丝之间受力不均匀
第38页：锥塞式锚具
锥塞式锚具
- 由锚环及锚塞组成，锚环内壁及锚塞均呈圆锥台形，可锚固多根高强钢丝束
第39页：YDZ850型千斤顶张拉
YDZ850型千斤顶张拉
- 锚具顶锚的顶压力为张拉力的50%~60%。GZ型钢质锥形锚具
第40页：螺杆式锚具
螺杆式锚具
- 由螺丝端杆，螺母及垫板组成，适用于锚固直径36mm以下的冷拉II、III级钢筋
第41页：拉丝体系和拉锚体系
拉丝体系和拉锚体系
- 拉丝体系
- 夹片式锚具
- 锥塞式锚具
- 拉锚体系
- 浇铸式锚具
- 压制式锚具
- 螺杆式锚具
- 镦头式锚具
第42页：拉丝体系和拉锚体系
拉丝体系和拉锚体系
- 拉丝体系要利用千斤顶对钢丝或钢绞线逐根张拉锚固；而拉锚体系是利用锚环上的螺纹和配套的张拉机具，对整束钢索进行张拉
- 拉丝体系的锚具在支承构件上所需预留的穿索孔道较小，对支承构件的截面削弱不大，但不宜多次重复张拉，因而不便于调整索力
- 拉锚体系要求在支承构件上预留较大的索孔，但调整索力却很方便，组成索束的钢丝或钢绞线在张拉和受荷阶段的受力也比较均匀
第43页：施工工艺
施工工艺
- 一、准备工作、将锚垫板喇叭管内的混凝土清理干净
- 清除钢绞线上的锈蚀、泥浆
- 套上工作锚板，根据气候干燥程度在锚板锥孔内抹上一层簿簿的黄油
- 锚板每个锥孔内装上工作夹片
第44页：二、千斤顶的定位安装
二、千斤顶的定位安装
- 套上限位板，根据钢绞线直径大小确定限位尺寸
- 装上张拉千斤顶，并且与油泵相连接
- 装上可重复使用的工具锚板
- 装上工具夹片
第45页：三、张拉、向千斤顶张拉油缸慢慢送
三、张拉、向千斤顶张拉油缸慢慢送
- 油，直至达到计值
- 测量预应力筋伸长量
- 做好张拉详细记录
第46页：四、锚固、松开送油油路截止阀，张拉
四、锚固、松开送油油路截止阀，张拉
- 活塞在预应力筋回缩力带动下回程若干毫米，工作夹片锚固好预应力筋
- 关闭回油油路截止阀，向回程油缸送油，活塞慢慢回程到底
- 按顺序取下工具夹片、工具锚板、张拉千斤顶、限位板
第47页：五、封端、在距工作夹片50mm处
五、封端、在距工作夹片50mm处
- 切除多余的预应力筋，用混凝土封住锚头；2、48小时内往张拉孔道内压浆
- 用混凝土将锚头端部封平
第48页：致谢与结束页
致谢与结束页
建筑缆索一节的结束页，位于预应力张拉封端工艺之后。
