預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算

《預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算（43頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、會(huì)計(jì)學(xué)1預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算了解預(yù)應(yīng)力損失，張拉控制力、有效預(yù)應(yīng)力概念了解預(yù)應(yīng)力損失，張拉控制力、有效預(yù)應(yīng)力概念;熟悉預(yù)應(yīng)力損失的種類及計(jì)算；熟悉預(yù)應(yīng)力損失的種類及計(jì)算；掌握有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算；掌握有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算；了解減少預(yù)應(yīng)力損失的方法措施。了解減少預(yù)應(yīng)力損失的方法措施。本章內(nèi)容：第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第1頁/共43頁張拉應(yīng)力張拉控制應(yīng)力初始應(yīng)力有效應(yīng)力應(yīng)力損失第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算幾個(gè)重要的概念第2頁/共43頁1、預(yù)應(yīng)力損失、預(yù)應(yīng)力損失l 由于受到由于受到施工因素施工因

2、素、材料性能材料性能及及環(huán)境條件環(huán)境條件的影響，預(yù)應(yīng)力筋中的影響，預(yù)應(yīng)力筋中的預(yù)拉應(yīng)力在施工和使用過程中往往會(huì)的預(yù)拉應(yīng)力在施工和使用過程中往往會(huì)逐漸減小逐漸減小，從而使混凝土中，從而使混凝土中的預(yù)壓應(yīng)力相應(yīng)減小，預(yù)應(yīng)力筋中這種預(yù)拉應(yīng)力減小的現(xiàn)象稱為預(yù)的預(yù)壓應(yīng)力相應(yīng)減小，預(yù)應(yīng)力筋中這種預(yù)拉應(yīng)力減小的現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。應(yīng)力損失。幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第3頁/共43頁2 2、張拉應(yīng)力張拉應(yīng)力 預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固前，張拉鋼筋的千斤頂所顯示的總拉力除以預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固前，張拉鋼筋的千斤頂所顯示的總拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼

3、筋截面積，得到鋼筋應(yīng)力值。預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積，得到鋼筋應(yīng)力值。任何情況下，預(yù)應(yīng)力鋼筋中的最大控制張拉應(yīng)力：鋼絲和鋼絞任何情況下，預(yù)應(yīng)力鋼筋中的最大控制張拉應(yīng)力：鋼絲和鋼絞線不應(yīng)超過線不應(yīng)超過0.800.80fpk，冷拉熱軋鋼筋不應(yīng)超過，冷拉熱軋鋼筋不應(yīng)超過0.950.95fpk。注：注：fpk為預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。為預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第4頁/共43頁3 3、預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力con 張拉預(yù)應(yīng)力筋對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，張拉設(shè)備（千斤頂油壓表）張

4、拉預(yù)應(yīng)力筋對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，張拉設(shè)備（千斤頂油壓表）所控制的總張拉力所控制的總張拉力N Np,conp,con除以預(yù)應(yīng)力筋面積除以預(yù)應(yīng)力筋面積A Ap p得到的應(yīng)力。得到的應(yīng)力。u后張法構(gòu)件：后張法構(gòu)件：con是張拉鋼筋的錨下應(yīng)力，張拉應(yīng)力是張拉鋼筋的錨下應(yīng)力，張拉應(yīng)力扣除錨圈扣除錨圈口摩擦損失后的應(yīng)力值；口摩擦損失后的應(yīng)力值；u先張法構(gòu)件：先張法構(gòu)件：con是張拉應(yīng)力是張拉應(yīng)力扣除臺(tái)座的彈性損失后的應(yīng)力值?？鄢_(tái)座的彈性損失后的應(yīng)力值。幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第5頁/共43頁4、初始應(yīng)力：定義的方式有

5、多種，此將決定預(yù)應(yīng)力損失所包含的類型；普遍采用張拉控制應(yīng)力con作為初始預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力損失包括：混凝土彈性壓縮、混凝土的收縮與徐變、鋼筋的松弛等；采用張拉應(yīng)力本身作為初始預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力損失包括：錨具損失、混凝土彈性壓縮、混凝土的收縮與徐變、鋼筋的松弛等；采用混凝土彈性縮短后的應(yīng)力作為初始預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力損失包括：僅有混凝土的收縮及徐變、鋼筋的松弛。幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念幾個(gè)重要的概念第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第6頁/共43頁5 5 5 5、有效預(yù)應(yīng)力、有效預(yù)應(yīng)力、有效預(yù)應(yīng)力、有效預(yù)應(yīng)力 pepe 初始應(yīng)力（錨下張拉控制應(yīng)力初始應(yīng)力（錨下張拉控制

6、應(yīng)力初始應(yīng)力（錨下張拉控制應(yīng)力初始應(yīng)力（錨下張拉控制應(yīng)力 concon ）扣除相應(yīng)應(yīng)力損失）扣除相應(yīng)應(yīng)力損失）扣除相應(yīng)應(yīng)力損失）扣除相應(yīng)應(yīng)力損失 l l 后預(yù)后預(yù)后預(yù)后預(yù)應(yīng)力鋼筋存在的預(yù)拉應(yīng)力。應(yīng)力鋼筋存在的預(yù)拉應(yīng)力。應(yīng)力鋼筋存在的預(yù)拉應(yīng)力。應(yīng)力鋼筋存在的預(yù)拉應(yīng)力。第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算幾個(gè)重要的概念第7頁/共43頁1 1、預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力con定義：在張拉預(yù)應(yīng)力筋對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，張拉設(shè)備（千斤頂定義：在張拉預(yù)應(yīng)力筋對(duì)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，張拉設(shè)備（千斤頂油壓表）所控制的總張拉力油壓表）所控制的總張拉力Np,con除以預(yù)應(yīng)力筋面

7、積除以預(yù)應(yīng)力筋面積Ap得到的應(yīng)力。得到的應(yīng)力。特點(diǎn)特點(diǎn)（1）預(yù)應(yīng)力筋在構(gòu)件受荷以前所經(jīng)受的最大應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力筋在構(gòu)件受荷以前所經(jīng)受的最大應(yīng)力。（2）張拉控制應(yīng)力）張拉控制應(yīng)力 con取值越高，預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土的預(yù)壓取值越高，預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土的預(yù)壓作用越大，可以使預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用。作用越大，可以使預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用。第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制力第8頁/共43頁 控制張拉應(yīng)力con值的取值原則：從經(jīng)濟(jì)的角度越大越好，但也不能取值過高，否則會(huì)引起以下問題。（1）引起預(yù)應(yīng)力鋼絲斷裂；（2）張拉控制應(yīng)力越大，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛也會(huì)越大；（3）沒有足夠的安全系數(shù)防止預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件脆斷。第一節(jié) 預(yù)應(yīng)

8、力鋼筋張拉控制力第9頁/共43頁 預(yù)應(yīng)力筋的張拉過程是在施工階段進(jìn)行的，同時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力筋的張拉過程是在施工階段進(jìn)行的，同時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力筋也是對(duì)它進(jìn)行的一次檢驗(yàn)，所以表中筋也是對(duì)它進(jìn)行的一次檢驗(yàn)，所以表中 con是以預(yù)應(yīng)力筋的標(biāo)準(zhǔn)是以預(yù)應(yīng)力筋的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度給出的，且強(qiáng)度給出的，且 con可不受抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的限制可不受抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的限制。在下列情況下，在下列情況下，con可提高可提高0.05 fpk：為提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性能，而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設(shè)為提高構(gòu)件在施工階段的抗裂性能，而在使用階段受壓區(qū)內(nèi)設(shè)置的預(yù)應(yīng)力筋；置的預(yù)應(yīng)力筋；為部分抵消應(yīng)力松弛、摩擦、分批張拉和溫差產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。為部

9、分抵消應(yīng)力松弛、摩擦、分批張拉和溫差產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。為避免為避免 con的取值過低，影響預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用，的取值過低，影響預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用，規(guī)規(guī)范范規(guī)定規(guī)定 con不應(yīng)小于不應(yīng)小于0.4 fpk。第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制力第10頁/共43頁 定義：預(yù)應(yīng)力筋張拉后，由于混凝土和鋼材的性質(zhì)以及制作方法上原因，預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力會(huì)從scon逐步減少，并經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間才會(huì)最終穩(wěn)定下來，這種應(yīng)力降低現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。由于最終穩(wěn)定后的應(yīng)力值才對(duì)構(gòu)件產(chǎn)生實(shí)際的預(yù)應(yīng)力效果。因此，預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的一個(gè)關(guān)鍵的問題。過高或過低估計(jì)預(yù)應(yīng)力損失，都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的使用性能產(chǎn)生不利影響。第二

10、節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第11頁/共43頁 由于預(yù)應(yīng)力的通過張拉預(yù)應(yīng)力筋得到，凡是能使預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生縮短的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失，主要有：uu 摩擦損失：在預(yù)應(yīng)力筋張拉過程中，后張法預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間的摩擦，先張法預(yù)應(yīng)力筋與錨具之間以及折點(diǎn)處的摩擦，都會(huì)使張拉應(yīng)力造成損失sl1。u錨固損失：錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移造成損失sl2；溫差損失：先張法中的熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失sl3；彈性壓縮損失：混凝土彈性壓縮損失sl4(后張法中，后拉束對(duì)先張拉束造成的壓縮變形而產(chǎn)生分批張拉損失)；松弛損失：長度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長期作用下會(huì)產(chǎn)生松弛，會(huì)引起預(yù)應(yīng)力損失sl5；混凝土的收縮和徐變損失：sl

11、6。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第12頁/共43頁一、摩擦損失一、摩擦損失 l1 在在后張法后張法張拉鋼筋時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力筋與周圍接觸的混凝土張拉鋼筋時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力筋與周圍接觸的混凝土或套管之間存在摩擦（或套管之間存在摩擦（孔道不直、尺寸偏差、孔壁粗糙等孔道不直、尺寸偏差、孔壁粗糙等），），引起預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力隨距張拉端距離的增加而逐漸減少的現(xiàn)象。引起預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力隨距張拉端距離的增加而逐漸減少的現(xiàn)象。直線預(yù)應(yīng)力筋直線預(yù)應(yīng)力筋曲線預(yù)應(yīng)力筋曲線預(yù)應(yīng)力筋第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第13頁/共43頁1 1、第一部分摩擦阻力（孔道偏差）：、第一部分摩擦阻力（孔道偏差）：、第一部分摩擦阻力（孔道偏差）：、第一部分摩擦阻力

12、（孔道偏差）：預(yù)留孔道因施工原因發(fā)生凸預(yù)留孔道因施工原因發(fā)生凸預(yù)留孔道因施工原因發(fā)生凸預(yù)留孔道因施工原因發(fā)生凸凹，張拉鋼筋將產(chǎn)生法向應(yīng)力引起預(yù)應(yīng)力損失。凹，張拉鋼筋將產(chǎn)生法向應(yīng)力引起預(yù)應(yīng)力損失。凹，張拉鋼筋將產(chǎn)生法向應(yīng)力引起預(yù)應(yīng)力損失。凹，張拉鋼筋將產(chǎn)生法向應(yīng)力引起預(yù)應(yīng)力損失。其值較小且主要取其值較小且主要取其值較小且主要取其值較小且主要取決于預(yù)應(yīng)力鋼筋長度接觸材料間摩阻系數(shù)及孔道成型的質(zhì)量。決于預(yù)應(yīng)力鋼筋長度接觸材料間摩阻系數(shù)及孔道成型的質(zhì)量。決于預(yù)應(yīng)力鋼筋長度接觸材料間摩阻系數(shù)及孔道成型的質(zhì)量。決于預(yù)應(yīng)力鋼筋長度接觸材料間摩阻系數(shù)及孔道成型的質(zhì)量。注：注：為摩擦系數(shù)，為摩擦系數(shù)，k k為孔

13、道偏差摩擦影響系數(shù)。為孔道偏差摩擦影響系數(shù)。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算k=/Rk=/R2 2第14頁/共43頁2 2、第二部分摩擦阻力（曲線孔道）：、第二部分摩擦阻力（曲線孔道）：、第二部分摩擦阻力（曲線孔道）：、第二部分摩擦阻力（曲線孔道）：張拉鋼筋時(shí)，由于曲線布筋，張拉鋼筋時(shí)，由于曲線布筋，張拉鋼筋時(shí)，由于曲線布筋，張拉鋼筋時(shí)，由于曲線布筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間產(chǎn)生附加法向應(yīng)力引起摩擦阻力。其值較預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間產(chǎn)生附加法向應(yīng)力引起摩擦阻力。其值較預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間產(chǎn)生附加法向應(yīng)力引起摩擦阻力。其值較預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間產(chǎn)生附加法向應(yīng)力引起摩擦阻力。其值較大且隨預(yù)應(yīng)力鋼筋彎曲角度

14、大且隨預(yù)應(yīng)力鋼筋彎曲角度大且隨預(yù)應(yīng)力鋼筋彎曲角度大且隨預(yù)應(yīng)力鋼筋彎曲角度 的增加而增加。的增加而增加。的增加而增加。的增加而增加。根據(jù)豎向力平衡根據(jù)豎向力平衡法向力第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第15頁/共43頁第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算3、摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失sl1：邊界條件邊界條件=0l=0N=N0第16頁/共43頁第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算式中：式中：-摩擦系數(shù)；摩擦系數(shù)；-從張拉端至計(jì)算截面各曲線段孔道彎曲角之和；從張拉端至計(jì)算截面各曲線段孔道彎曲角之和；k-k-孔道偏差摩擦影響系數(shù)；孔道偏差摩擦影響系數(shù)；x-x-從張拉端至計(jì)算截面的孔道長度。從張拉端至計(jì)算截面的孔道長度。第17頁/共43頁第二節(jié) 預(yù)

15、應(yīng)力損失計(jì)算第18頁/共43頁第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算一端張一端張拉拉兩端張兩端張拉拉超張拉超張拉減小損失sl1的措施：（1）采用兩端張拉；（2）采用“超張拉”工藝。其工序程序?yàn)椋? 1.1con 0.85 con con 停2min 停2min第19頁/共43頁二、錨固損失二、錨固損失 l2 定義：預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時(shí)，由于錨具受力后變形、墊定義：預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時(shí)，由于錨具受力后變形、墊板縫隙的擠緊以及鋼筋在錨具種的內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失。板縫隙的擠緊以及鋼筋在錨具種的內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算直線預(yù)應(yīng)力筋第20頁/共43頁注：uu錨具損失只考慮張拉端，對(duì)于錨固端，由于錨具

16、在張拉過程中已經(jīng)被擠緊，故不考慮其所引起的預(yù)應(yīng)力損失。uu對(duì)于塊體拼成的結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力損失尚應(yīng)考慮體間填縫的預(yù)壓變形（混凝土或砂漿填縫，1mm/縫）。uu盡量少用墊板，每增加一塊墊板，內(nèi)縮值增加1mm。uu增加臺(tái)座長度。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第21頁/共43頁 反向摩擦力只在一定的影響長度反向摩擦力只在一定的影響長度lf(m)內(nèi)發(fā)生內(nèi)發(fā)生，即在距張即在距張拉端拉端lf處，預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮值為零。處，預(yù)應(yīng)力筋的內(nèi)縮值為零。反摩阻作用：曲線預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固時(shí)，由于反摩阻作用：曲線預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固時(shí)，由于錨具變形和錨具變形和鋼筋內(nèi)縮鋼筋內(nèi)縮a(mm)，使預(yù)應(yīng)力筋有回縮的趨勢，從而產(chǎn)生反向摩使預(yù)應(yīng)力筋有回

17、縮的趨勢，從而產(chǎn)生反向摩擦力以阻止其內(nèi)縮。擦力以阻止其內(nèi)縮。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第22頁/共43頁設(shè)反向摩擦和正向摩擦相同 Ds=2sl1第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第23頁/共43頁第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算減小損失sl2的措施：（1）選擇變形小或預(yù)應(yīng)力筋滑動(dòng)小的錨具、夾具，并盡量減少墊板的數(shù)量；（2）對(duì)于先張法張拉工藝，選擇長得臺(tái)座。臺(tái)座長度超過100m時(shí)，可忽略不計(jì)；（3）采用超張拉法。第24頁/共43頁3 3、先張法的先張法的熱養(yǎng)護(hù)熱養(yǎng)護(hù)溫差引起溫差引起損失損失l3 定義：定義：為縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)加為縮短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)加快混凝土的凝結(jié)硬化?；炷良?/p>

18、熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉的鋼筋與承快混凝土的凝結(jié)硬化?；炷良訜狃B(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起預(yù)應(yīng)力損失。受拉力的設(shè)備之間溫差引起預(yù)應(yīng)力損失。機(jī)理：機(jī)理：升溫時(shí)，新澆混凝土尚未結(jié)硬，鋼筋受熱膨脹，但升溫時(shí)，新澆混凝土尚未結(jié)硬，鋼筋受熱膨脹，但張拉預(yù)應(yīng)力筋的臺(tái)座是固定不動(dòng)的，亦即鋼筋長度不變，因此張拉預(yù)應(yīng)力筋的臺(tái)座是固定不動(dòng)的，亦即鋼筋長度不變，因此預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)力隨溫度的增高而降低，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失預(yù)應(yīng)力筋中的應(yīng)力隨溫度的增高而降低，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失l3。降溫時(shí)，混凝土達(dá)到了一定的強(qiáng)度，與預(yù)應(yīng)力筋之間已具降溫時(shí)，混凝土達(dá)到了一定的強(qiáng)度，與預(yù)應(yīng)力筋之間已具有粘結(jié)作用，兩者共同回縮，已產(chǎn)生預(yù)

19、應(yīng)力損失有粘結(jié)作用，兩者共同回縮，已產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失l3無法恢復(fù)。無法恢復(fù)。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第25頁/共43頁 設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座的溫差為設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座的溫差為設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座的溫差為設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座的溫差為t t t t，取鋼筋的溫，取鋼筋的溫，取鋼筋的溫，取鋼筋的溫度膨脹系數(shù)為度膨脹系數(shù)為度膨脹系數(shù)為度膨脹系數(shù)為=110=110-5-5（1/1/），），），），則有：則有：則有：則有：第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第26頁/共43頁減小損失減小損失 l3的措施：的措施：（1）蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)采用兩次升溫養(yǎng)護(hù)，即第一次升溫到）蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)采用兩次升溫養(yǎng)護(hù)，

20、即第一次升溫到20，恒溫，恒溫養(yǎng)護(hù)到混凝土強(qiáng)度達(dá)到養(yǎng)護(hù)到混凝土強(qiáng)度達(dá)到7.510MPa時(shí)，再第二次升溫到規(guī)定養(yǎng)護(hù)溫時(shí)，再第二次升溫到規(guī)定養(yǎng)護(hù)溫度；度；（2）在鋼模上張拉，將構(gòu)件和鋼模一起養(yǎng)護(hù)。此時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力）在鋼模上張拉，將構(gòu)件和鋼模一起養(yǎng)護(hù)。此時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋和臺(tái)座間不存在溫差，損失為鋼筋和臺(tái)座間不存在溫差，損失為0。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第27頁/共43頁四四 混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 l l 4 4 定義：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受到預(yù)加力時(shí)立即產(chǎn)生彈性壓縮應(yīng)變，與混凝土粘結(jié)或已錨固的預(yù)應(yīng)力鋼筋也將產(chǎn)生與相應(yīng)位置混凝土一樣的彈性壓縮應(yīng)變，這種引起的預(yù)應(yīng)力混

21、凝土彈性壓縮造成的預(yù)應(yīng)力損失。1、先張法構(gòu)件 預(yù)應(yīng)力筋與混凝土一起受壓縮短，引起預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)力降低。設(shè)混凝土預(yù)壓應(yīng)力在彈性范圍，則根據(jù)鋼筋與混凝土共同變形的條件，可得混凝土彈性壓縮引起的損失。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第28頁/共43頁2、后張法構(gòu)件uu當(dāng)一次張拉所有預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，無彈性壓縮損失l 4；uu分批張拉預(yù)應(yīng)力時(shí)，損失l 4如下式：第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算3、減小損失、減小損失 l4的措施：的措施：后張拉法構(gòu)件盡量采用較少的分批張拉次數(shù)。后張拉法構(gòu)件盡量采用較少的分批張拉次數(shù)。第29頁/共43頁5 5、鋼筋松弛損失、鋼筋松弛損失 l5定義：鋼筋在高應(yīng)力長期作用下具有隨時(shí)間增長產(chǎn)生塑性變形的定義

22、：鋼筋在高應(yīng)力長期作用下具有隨時(shí)間增長產(chǎn)生塑性變形的性質(zhì)。在長度保持不變的條件下，應(yīng)力值隨時(shí)間增長而逐漸降低性質(zhì)。在長度保持不變的條件下，應(yīng)力值隨時(shí)間增長而逐漸降低的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋的初應(yīng)力越高，其應(yīng)力松弛也越大；）預(yù)應(yīng)力鋼筋的初應(yīng)力越高，其應(yīng)力松弛也越大；（2）與材料品質(zhì)有關(guān)。熱軋鋼）與材料品質(zhì)有關(guān)。熱軋鋼鋼絲；鋼絲；（3）初期發(fā)展最快）初期發(fā)展最快,以后逐漸趨向穩(wěn)定；以后逐漸趨向穩(wěn)定；（4）采用超張拉可以使應(yīng)力松弛減少）采用超張拉可以使應(yīng)力松弛減少40%50%；（5）松弛將隨溫度升高而增加。）松弛將隨溫度升高而增加。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第30頁/共43頁5 5、鋼筋松弛損失

23、、鋼筋松弛損失 l5普通預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：普通預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線：式中：式中：、-張拉控制應(yīng)力影響參數(shù)。為當(dāng)張拉控制應(yīng)力影響參數(shù)。為當(dāng) con0.7fpk時(shí)，時(shí)，=0.125、=0.5；當(dāng)；當(dāng)0.7fpk con0.8fpk時(shí)，時(shí)，=0.2、=0.575 -超張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)超張拉系數(shù)，一次張拉時(shí)=1；超張拉時(shí)；超張拉時(shí)=0.9。注：當(dāng)注：當(dāng) con0.5fpk時(shí)，可不考慮應(yīng)力松弛損失，取時(shí)，可不考慮應(yīng)力松弛損失，取 l5=0。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第31頁/共43頁減小損失減小損失 l5的措施的措施：（1）采用應(yīng)力松弛損失較小的鋼筋作

24、為預(yù)應(yīng)力鋼筋；）采用應(yīng)力松弛損失較小的鋼筋作為預(yù)應(yīng)力鋼筋；（2）采用）采用“超張拉超張拉”工藝。工藝。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第32頁/共43頁6 6、收縮徐變損失、收縮徐變損失 l6 定義：混凝土的定義：混凝土的收縮收縮和和徐變徐變，都會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件長，都會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件長度的縮短，預(yù)應(yīng)力筋隨之回縮，引起預(yù)應(yīng)力損失。度的縮短，預(yù)應(yīng)力筋隨之回縮，引起預(yù)應(yīng)力損失。由于收縮和徐變是同時(shí)隨時(shí)間產(chǎn)生的，且影響二者的因素相由于收縮和徐變是同時(shí)隨時(shí)間產(chǎn)生的，且影響二者的因素相同，變化規(guī)律相似，同，變化規(guī)律相似，規(guī)范規(guī)范將二者合并考慮。將二者合并考慮。規(guī)范規(guī)范對(duì)混凝土收縮和徐變引起的損失，按下列

25、公式計(jì)算：對(duì)混凝土收縮和徐變引起的損失，按下列公式計(jì)算：先張法先張法后張法后張法第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第33頁/共43頁先張法先張法后張法后張法第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第34頁/共43頁減小減小損失損失 l6的措施：的措施：（1）盡量使混凝土壓應(yīng)力不要過早，加大混凝土的加載齡期；）盡量使混凝土壓應(yīng)力不要過早，加大混凝土的加載齡期；（2）采用普通硅酸鹽水泥，控制水泥用量及混凝土的水灰比。）采用普通硅酸鹽水泥，控制水泥用量及混凝土的水灰比。（3）采用級(jí)配良好的骨料，增加骨料用量，同時(shí)，加強(qiáng)振搗，）采用級(jí)配良好的骨料，增加骨料用量，同時(shí)，加強(qiáng)振搗，提高混凝土密實(shí)性；提高混凝土密實(shí)性；（4）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，使

26、水泥水化作用充分，減少混凝土的收縮。有）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，使水泥水化作用充分，減少混凝土的收縮。有條件時(shí)宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。條件時(shí)宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算第35頁/共43頁1、預(yù)應(yīng)力損失的組合、預(yù)應(yīng)力損失的組合 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件從預(yù)加應(yīng)力開始即需要進(jìn)行計(jì)算，而預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件從預(yù)加應(yīng)力開始即需要進(jìn)行計(jì)算，而預(yù)應(yīng)力損失是分批發(fā)生的。因此，應(yīng)根據(jù)計(jì)算需要，考慮相應(yīng)階應(yīng)力損失是分批發(fā)生的。因此，應(yīng)根據(jù)計(jì)算需要，考慮相應(yīng)階段所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失。段所產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失?；炷令A(yù)壓前完成的損失混凝土預(yù)壓前完成的損失 lI；混凝土預(yù)壓后完成的損失混凝土預(yù)壓后完成的損失 lII。根據(jù)上述預(yù)應(yīng)力損失發(fā)生時(shí)間先

27、后關(guān)系，具體組合見表。根據(jù)上述預(yù)應(yīng)力損失發(fā)生時(shí)間先后關(guān)系，具體組合見表。第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算第36頁/共43頁 考慮到預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算的誤差，在總損失計(jì)算值過小時(shí)，考慮到預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算的誤差，在總損失計(jì)算值過小時(shí)，產(chǎn)生不利影響，產(chǎn)生不利影響，規(guī)范規(guī)范規(guī)定當(dāng)總損失值規(guī)定當(dāng)總損失值 l=lI+lII小于下列小于下列數(shù)值時(shí)，按下列數(shù)值取用：數(shù)值時(shí)，按下列數(shù)值取用：先張法構(gòu)件先張法構(gòu)件 100MPa后張法構(gòu)件后張法構(gòu)件 80MPa第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算第37頁/共43頁2 2、關(guān)于預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算的討論關(guān)于預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算的討論 u對(duì)于預(yù)應(yīng)力的瞬時(shí)項(xiàng)可以通過施工的工藝加以降低。u對(duì)于預(yù)應(yīng)力的長期損失的計(jì)算

28、方法，要精確計(jì)算預(yù)應(yīng)力的損失值是困難的，目前，國內(nèi)外可以歸結(jié)為三類:1）分項(xiàng)總和法。先分別計(jì)算各個(gè)因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失，再組合。2）直接基于徐變理論的方法。通過有效模量法，將徐變問題轉(zhuǎn)化為彈性問題來處理，有效模量則取決于混凝土的齡期。3）分時(shí)段和分項(xiàng)總和法。該法假定徐變、收縮、松弛等隨時(shí)間變化的因素在某短時(shí)間段內(nèi)的影響為常數(shù)，從而可以分時(shí)段計(jì)算再總和。這種方法可以得到某一時(shí)刻內(nèi)的預(yù)應(yīng)力損失值。第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算第38頁/共43頁第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算3、總預(yù)應(yīng)力損失的近似估算自二十世紀(jì)50年代以來,對(duì)采用高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線作預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,各國學(xué)者進(jìn)行了大量的試驗(yàn)觀測與分析,作

29、出了預(yù)應(yīng)力鋼筋總損失的近似估算值的規(guī)定。1975 年美國公路橋梁規(guī)范(AASHTO)對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋總損失值進(jìn)行了規(guī)定。預(yù)應(yīng)力鋼筋種類預(yù)應(yīng)力鋼筋種類總損失總損失N/mm2 fc=27.6MPafc=34.5Mpa先張鋼絞線先張鋼絞線310后張鋼絲、鋼絞線后張鋼絲、鋼絞線221228鋼筋鋼筋152159第39頁/共43頁第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算3、總預(yù)應(yīng)力損失的近似估算 1976年美國后張混凝土協(xié)會(huì)(PTI)手冊(cè)對(duì)后張預(yù)應(yīng)力筋近似總損失值進(jìn)行了規(guī)定。預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼材預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼材總損失總損失N/mm2板板梁和肋梁梁和肋梁應(yīng)力消除的應(yīng)力消除的1862(MPa)級(jí)鋼絞線和級(jí)鋼絞線和1655（MPa）級(jí)綱絲）

30、級(jí)綱絲207241鋼筋鋼筋138172低松馳低松馳1862(MPa)級(jí)鋼絞線級(jí)鋼絞線103138第40頁/共43頁第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算 定出統(tǒng)一的預(yù)應(yīng)力總損失值是很難,因?yàn)樗Q于很多因素:如混凝土和鋼材的性能,養(yǎng)護(hù)與濕度條件,預(yù)加應(yīng)力的時(shí)間和大小以及預(yù)應(yīng)力工藝等.一般工藝的鋼材與混凝土，在一般天氣條件下養(yǎng)護(hù)的結(jié)構(gòu)，林同炎提出的用張拉控制應(yīng)力con表達(dá)的總損失及各組成因素?fù)p失的平均值如表所示。損失項(xiàng)次損失項(xiàng)次先張先張(%con)后張后張(%con)混凝土彈性壓縮混凝土彈性壓縮41混凝土徐變混凝土徐變65混凝土收縮混凝土收縮76鋼材松弛鋼材松弛88總損失總損失2520第41頁/共43頁第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計(jì)算例題：3-2 后張預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的截面尺寸、計(jì)算跨徑及預(yù)應(yīng)力鋼筋布置如圖所示。預(yù)應(yīng)力鋼筋由7束3xs15.2 低松弛鋼絞線所組成，采用預(yù)埋鐵皮管成孔、自錨式夾片錨具；鋼絞線強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1570MPa，張拉控制應(yīng)力去con=0.7xfpk=1099MPa，采用兩段、分批張拉工藝?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C50。在混凝土齡期為14d時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，在混凝土齡期為180d 時(shí)施加結(jié)構(gòu)附加重力。其他計(jì)算所需數(shù)據(jù)如下。第42頁/共43頁