混凝土基本構(gòu)件-張拉控制應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力損失

建筑結(jié)構(gòu)

混凝土基本構(gòu)件任務(wù)6類預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算1.錨固損失σl1預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時(shí)，由于錨具受力后變形，錨具、墊板與構(gòu)件之間的縫隙被擠緊，以及鋼筋在錨具中的滑移引起的預(yù)應(yīng)力損失記為sl1。a－張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值(mm)；l－張拉端與錨固端之間的距離(mm)；Es－預(yù)應(yīng)力鋼筋的彈性模量。一、預(yù)應(yīng)力損失σl2.摩擦損失σl2摩擦損失是指在后張法張拉鋼筋時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力筋與周圍接觸的混凝土或套管之間存在摩擦，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。摩擦阻力由下述兩個(gè)原因引起，分別計(jì)算，然后相加：1）張拉曲線預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，由預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間的法向正壓力引起的摩擦阻力；2）預(yù)留孔道因施工中某些原因發(fā)生凹凸，偏離設(shè)計(jì)值，預(yù)應(yīng)力鋼筋和孔道壁之間將產(chǎn)生法向正壓力而引起摩擦阻力。一、預(yù)應(yīng)力損失σlκ－考慮孔道每米長(zhǎng)度局部偏差的摩擦系數(shù)；x－從張拉端至計(jì)算截面的孔道長(zhǎng)度；m－預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數(shù)；q－從張拉端至計(jì)算截面曲線孔道部分切線的夾角。若一、預(yù)應(yīng)力損失σl3.溫差損失σl3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。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(zhǎng)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sl3。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)應(yīng)力損失sl3無法恢復(fù)。設(shè)養(yǎng)護(hù)升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺(tái)座的溫差為D

t℃，取鋼筋的溫度膨脹系數(shù)為1×10-5/℃，則有，一、預(yù)應(yīng)力損失σl4.松弛損失σl4鋼筋在高應(yīng)力長(zhǎng)期作用下其塑性變形具有隨時(shí)間而增長(zhǎng)的性質(zhì)，在鋼筋長(zhǎng)度保持不變的條件下，鋼筋應(yīng)力值隨時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸降低，這種現(xiàn)象稱為松弛。另一方面，在鋼筋應(yīng)力保持不變的的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為徐變。鋼筋的松弛和徐變均將引起預(yù)應(yīng)力鋼筋中的應(yīng)力的損失。應(yīng)力松弛與初始應(yīng)力水平和作用時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。根據(jù)應(yīng)力松弛的長(zhǎng)期試驗(yàn)結(jié)果，《規(guī)范》?。孩窦?jí)松弛：普通預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線ψ為超張拉系數(shù)：一次張拉

y=1超張拉y=0.9一、預(yù)應(yīng)力損失σl4.松弛損失σl4Ⅱ級(jí)松弛：低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲和鋼絞線當(dāng)0.7fptk<scon≤0.8fptk時(shí)，當(dāng)scon≤0.7fptk時(shí)，熱處理鋼筋一次張拉

sl4=0.05scon超張拉sl4=0.035scon一、預(yù)應(yīng)力損失σl5.混凝土收縮徐變損失σl5先張法后張法spc和s’pc－受拉區(qū)、受壓區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋在各自合力點(diǎn)處混凝土法向壓應(yīng)力。此時(shí)，預(yù)應(yīng)力損失值僅考慮混凝土預(yù)壓前（第一批）的損失，且spc和s’pc不得大于0.5f’cu一、預(yù)應(yīng)力損失σl5.混凝土收縮徐變損失σl5二、預(yù)應(yīng)力損失σl先張法后張法A0為混凝土換算截面面積A0=Ac+aEAp+aEAs

，An為混凝土凈截面面積An=Ac+aEAs。6.螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)混凝土的局部擠壓損失σl6sl6的大小與環(huán)形構(gòu)件的直徑D成反比，直徑越小，損失越大?！兑?guī)范》規(guī)定：當(dāng)D≤3m時(shí)，sl6=30N/mm2當(dāng)D>3m時(shí)，sl6=0一、預(yù)應(yīng)力損失σl建筑結(jié)構(gòu)

混凝土基本構(gòu)件任務(wù)預(yù)應(yīng)力摩擦損失計(jì)算例題建筑結(jié)構(gòu)

混凝土基本構(gòu)件任務(wù)預(yù)應(yīng)力損失的類型一、預(yù)應(yīng)力損失的定義預(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(zhǎng)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。采取各種因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失進(jìn)行疊加的方法求得總預(yù)應(yīng)力損失。

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：1.錨固損失：錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移。2.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，也會(huì)使張拉應(yīng)力造成損失。3.溫差損失：先張法中的熱養(yǎng)護(hù)引起的溫差損失。二、預(yù)應(yīng)力損失的類型4.松弛損失：長(zhǎng)度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下會(huì)產(chǎn)生松弛，會(huì)引起預(yù)應(yīng)力損失。5.混凝土的收縮和徐變引起的損失。6.螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)混凝土的局部擠壓損失。二、預(yù)應(yīng)力損失的類型建筑結(jié)構(gòu)

混凝土基本構(gòu)件任務(wù)預(yù)應(yīng)力損失的組合一、預(yù)應(yīng)力損失σl1.錨固損失σl12.摩擦損失σl23.溫差損失σl34.松弛損失σl45.混凝土收縮徐變損失σl56.螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋對(duì)混凝土的局部擠壓損失σl6二、

預(yù)應(yīng)力損失值的組合預(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)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。⑴混凝土預(yù)壓前完成的損失

lI；⑵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)間先后關(guān)系，具體組合見表。各階段預(yù)應(yīng)力損失的組合項(xiàng)次預(yù)應(yīng)力損失的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件1混凝土預(yù)壓前（第一批）損失σlⅠσl1+σl3+σl4σl1+σl22混凝土預(yù)壓后（第二批）損失σlⅡσl5σl4+σl5+σl6

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，《規(guī)范》規(guī)定當(dāng)總損失值

l

=

lI+

lII小于下列數(shù)值時(shí)，按下列數(shù)值取用：先張法構(gòu)件100N/mm2后張法構(gòu)件80N/mm2二、

預(yù)應(yīng)力損失值的組合建筑結(jié)構(gòu)

混凝土基本構(gòu)件任務(wù)張拉控制應(yīng)力一、張拉控制應(yīng)力σcon張拉控制應(yīng)力是指張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)達(dá)到的拉應(yīng)力規(guī)定值，用σcon表示。張拉時(shí)預(yù)應(yīng)力筋實(shí)有的應(yīng)力可由張拉設(shè)備上的測(cè)力計(jì)所示的總拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積得出。（1）σcon的定義一、張拉控制應(yīng)力σcon（2）σcon的確定

張拉控制應(yīng)力scon取值越高，預(yù)應(yīng)力筋對(duì)混凝土的預(yù)壓作用越大，抵消部分預(yù)應(yīng)力損失，可以使預(yù)應(yīng)力筋充分發(fā)揮作用。

但scon取值過高，可能會(huì)在張拉時(shí)引起破斷事故，產(chǎn)生過大應(yīng)力松弛。因此，《規(guī)范》規(guī)定了張拉控制應(yīng)力限值[scon]。一、張拉控制應(yīng)力σcon鋼筋種類張拉方法先張法后張法消除應(yīng)力鋼絲、鋼絞線0.75fptk0.75fptk

熱處理鋼筋0.70fptk0.65fptk張