預(yù)應(yīng)力混凝土第3章預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算

1、第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算第三節(jié)第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計算有效預(yù)應(yīng)力計算第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制力預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制力第四節(jié)第四節(jié) 減少預(yù)應(yīng)力損失的措施減少預(yù)應(yīng)力損失的措施了解預(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)力損失的種類及計算；熟悉預(yù)應(yīng)力損失的種類及計算；掌握有效預(yù)應(yīng)力的計算；掌握有效預(yù)應(yīng)力的計算；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：本章內(nèi)容：第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算張拉應(yīng)力張拉應(yīng)力張拉控制

2、應(yīng)力張拉控制應(yīng)力初始應(yīng)力初始應(yīng)力有效應(yīng)力有效應(yīng)力應(yīng)力損失應(yīng)力損失第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算幾個重要的概念幾個重要的概念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的預(yù)拉應(yīng)力在施工和使用過程中往往會逐漸減小逐漸減小，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。 幾個重要的概念幾個重要的概念第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失

3、計算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算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)力鋼筋的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。為預(yù)應(yīng)力鋼筋的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。 幾個重要的概念幾個重要的概念第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)

4、力損失計算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)力筋對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時，張拉設(shè)備（千斤頂油壓表）張拉預(yù)應(yīng)力筋對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時，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)力扣除錨圈口扣除錨圈口摩擦損失后的應(yīng)力值；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)力扣除臺座的彈性損失后的應(yīng)力值。扣除臺座的彈性損失后的應(yīng)力值。幾個重要的概念幾個重要的

5、概念第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算4、初始應(yīng)力：、初始應(yīng)力： 定義的方式有多種，此將決定預(yù)應(yīng)力損失所包含的類型；定義的方式有多種，此將決定預(yù)應(yīng)力損失所包含的類型；普遍采用普遍采用張拉控制應(yīng)力張拉控制應(yīng)力con作為初始預(yù)應(yīng)力，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；的松弛等； 采用采用張拉應(yīng)力張拉應(yīng)力本身作為初始預(yù)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；徐

6、變、鋼筋的松弛等；采用采用混凝土彈性縮短后的應(yīng)力混凝土彈性縮短后的應(yīng)力作為初始預(yù)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。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。幾個重要的概念幾個重要的概念第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算5 5、有效預(yù)應(yīng)力、有效預(yù)應(yīng)力pe 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con ）扣除相應(yīng)應(yīng)力損失）扣除相應(yīng)應(yīng)力損失 l 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。 第三章第三章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算幾個重要的概念幾個重要的概念1 1、預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力

7、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)力筋對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時，張拉設(shè)備（千斤頂定義：在張拉預(yù)應(yīng)力筋對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力時，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。特點特點（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s scon取值越高，預(yù)應(yīng)力筋對混凝土的預(yù)壓取值越高，預(yù)應(yīng)力筋對混凝土的預(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。pconpconAN,s第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控

8、制力預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制力 控制張拉應(yīng)力控制張拉應(yīng)力con值的值的取值原則取值原則：從經(jīng)濟的角度越大越好，但：從經(jīng)濟的角度越大越好，但也不能取值過高，否則會引起以下問題。也不能取值過高，否則會引起以下問題。（1）引起預(yù)應(yīng)力鋼絲斷裂；）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)力松弛也會越大；）張拉控制應(yīng)力越大，預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛也會越大；（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。）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)第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制力預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制力 預(yù)應(yīng)力筋的張拉過程是在施工階段進行的，同時張拉預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力筋的張拉過程是在施工階段進行的，同

9、時張拉預(yù)應(yīng)力筋也是對它進行的一次檢驗，所以表中筋也是對它進行的一次檢驗，所以表中s scon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)強度給出的，且強度給出的，且s scon可不受抗拉強度設(shè)計值的限制可不受抗拉強度設(shè)計值的限制。 在下列情況下，在下列情況下， s scon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s scon的取值過低，影響預(yù)應(yīng)力筋充分

10、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s scon不應(yīng)小于不應(yīng)小于0.4 fpk。第一節(jié)第一節(jié) 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制力預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉控制力 定義：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，制作方法上原因，預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力會從預(yù)應(yīng)力筋中應(yīng)力會從s scon逐步減少逐步減少，并經(jīng)過，并經(jīng)過相當(dāng)長的時間才會最終穩(wěn)定下來，這種應(yīng)力降低現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)相當(dāng)長的時間才會最終穩(wěn)定下來，這種應(yīng)力降低現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。力損失。由于最終穩(wěn)定后的應(yīng)力值才對構(gòu)件產(chǎn)生實際的預(yù)應(yīng)力效果。由于最終穩(wěn)定后的應(yīng)力值才對構(gòu)件產(chǎn)生實際的預(yù)應(yīng)力效果

11、。因此，預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中的一個關(guān)因此，預(yù)應(yīng)力損失是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中的一個關(guān)鍵的問題。鍵的問題。過高或過低估計預(yù)應(yīng)力損失，都會對結(jié)構(gòu)的使用性能產(chǎn)生不過高或過低估計預(yù)應(yīng)力損失，都會對結(jié)構(gòu)的使用性能產(chǎn)生不利影響。利影響。第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算 由于預(yù)應(yīng)力的通過張拉預(yù)應(yīng)力筋得到，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)力損失產(chǎn)生縮短的因素，都將引起預(yù)應(yīng)力損失，主要有：，主要有：摩擦損失：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

12、，先張法預(yù)應(yīng)力筋與錨具之間以及折點處的摩擦，都之間的摩擦，先張法預(yù)應(yīng)力筋與錨具之間以及折點處的摩擦，都會使張拉應(yīng)力造成損失會使張拉應(yīng)力造成損失s sl1 。u錨固損失：錨固損失：錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移造成損失錨具變形引起預(yù)應(yīng)力筋的回縮、滑移造成損失s sl2；溫差損失：溫差損失：先張法中的熱養(yǎng)護引起的溫差損失先張法中的熱養(yǎng)護引起的溫差損失s sl3 ；彈性壓縮損失：彈性壓縮損失：混凝土彈性壓縮損失混凝土彈性壓縮損失s sl4(后張法中，后拉束對后張法中，后拉束對先張拉束造成的壓縮變形而產(chǎn)生分批張拉損失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：松弛損失：長度不變的預(yù)應(yīng)力筋，

13、在高應(yīng)力的長期作用下會長度不變的預(yù)應(yīng)力筋，在高應(yīng)力的長期作用下會產(chǎn)生松弛，會引起預(yù)應(yīng)力損失產(chǎn)生松弛，會引起預(yù)應(yīng)力損失s sl5；混凝土的收縮和徐變損失：混凝土的收縮和徐變損失：s sl6。第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算一、摩擦損失一、摩擦損失s sl1 在在后張法后張法張拉鋼筋時，由于預(yù)應(yīng)力筋與周圍接觸的混凝土張拉鋼筋時，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)

14、應(yīng)力筋曲線預(yù)應(yīng)力筋曲線預(yù)應(yīng)力筋第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算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）：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。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。1pdFN dx NpNp-dF1dx注：注：為摩擦系數(shù)，為摩擦系數(shù)，k k為孔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)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算12dldFNdNR

15、 k=/Rk=/R2 22pdFN d NpNp-dF2 pdd/2d/2dx2sin()sin222sin2pPppddpNNdFdNN d2 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）：張拉鋼筋時，由于曲線布筋張拉鋼筋時，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，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)力鋼筋彎曲角度較大且隨預(yù)應(yīng)力鋼筋彎曲角度的增加而增加。的增加而增加。根據(jù)豎向力平衡根據(jù)豎向力平衡法向力法向力第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算()ppdNdxdN ()0 xNN e1212=() ppp

16、ppdFN dxdFN ddFdFdFN dxN ddFNdxd 第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算3、摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失、摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失s sl1 ：邊界條件邊界條件=0l=0N=N0第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算()0001()11,1xconconconlppkxlconNNNNeNNNNAAessss式中：式中：-摩擦系數(shù)；摩擦系數(shù)；-從張拉端至計算截面各曲線段孔道彎曲角之和；從張拉端至計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-從張拉端至計算截面的孔道長度。從張拉端至計算截面的孔道長度。第二節(jié)第二節(jié)

17、預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算一端張拉一端張拉兩端張拉兩端張拉超張拉超張拉減小損失減小損失s sl1的措施：的措施： （1）采用兩端張拉；）采用兩端張拉； （2）采用）采用“超張拉超張拉”工藝。其工序程序為：工藝。其工序程序為： 0 1.1con 0.85 con con 停停2min 停停2min二、錨固損失二、錨固損失s sl2 定義：預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時，由于錨具受力后變形、墊板定義：預(yù)應(yīng)力筋張拉后錨固時，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?？p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。2lplEls第二節(jié)

18、第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算直線預(yù)應(yīng)力筋直線預(yù)應(yīng)力筋注：注：u錨具損失只考慮張拉端，對于錨固端，由于錨具在張拉過程錨具損失只考慮張拉端，對于錨固端，由于錨具在張拉過程中已經(jīng)被擠緊，故不考慮其所引起的預(yù)應(yīng)力損失。中已經(jīng)被擠緊，故不考慮其所引起的預(yù)應(yīng)力損失。u對于塊體拼成的結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力損失尚應(yīng)考慮體間填縫的預(yù)壓對于塊體拼成的結(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，變形（混凝土或砂漿填縫，1mm/1mm/縫）?？p）。u盡量少用墊板，每增加一塊墊板，內(nèi)縮值增加盡量少用墊板，每增加一塊墊板，內(nèi)縮值增加1mm1mm。u增加臺座長度。增加臺座長度。第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)

19、應(yīng)力損失計算 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，由于反摩阻作用：曲線預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固時，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)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算con ()pfcEllrs 設(shè)反向摩擦和正向摩擦相同設(shè)反向摩擦和正向摩擦相同 ss=2s sl11con21con()2(1)2()(1)l

20、llfffxxlxllsssss第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算減小損失減小損失s sl2的措施：的措施： （1）選擇變形小或預(yù)應(yīng)力筋滑動小的錨具、夾具，并盡量減少）選擇變形小或預(yù)應(yīng)力筋滑動小的錨具、夾具，并盡量減少墊板的數(shù)量；墊板的數(shù)量； （2）對于先張法張拉工藝，選擇長得臺座。臺座長度超過）對于先張法張拉工藝，選擇長得臺座。臺座長度超過100m時，可忽略不計；時，可忽略不計； （3）采用超張拉法。）采用超張拉法。3 3、先張法的熱養(yǎng)護溫差引起損失、先張法的熱養(yǎng)護溫差引起損失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)護加為縮

21、短先張法構(gòu)件的生產(chǎn)周期，常采用蒸汽養(yǎng)護加快混凝土的凝結(jié)硬化?；炷良訜狃B(yǎng)護時，受張拉的鋼筋與承快混凝土的凝結(jié)硬化?；炷良訜狃B(yǎng)護時，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。 機理：機理：升溫時，新澆混凝土尚未結(jié)硬，鋼筋受熱膨脹，但升溫時，新澆混凝土尚未結(jié)硬，鋼筋受熱膨脹，但張拉預(yù)應(yīng)力筋的臺座是固定不動的，亦即鋼筋長度不變，因此張拉預(yù)應(yīng)力筋的臺座是固定不動的，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，混凝土達到了一定的強度，與預(yù)應(yīng)力筋之間已具降溫時，混

22、凝土達到了一定的強度，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)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算 設(shè)養(yǎng)護升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺座的溫差為設(shè)養(yǎng)護升溫后，預(yù)應(yīng)力筋與臺座的溫差為t t ，取鋼筋的溫，取鋼筋的溫度膨脹系數(shù)為度膨脹系數(shù)為=110-5（1/），），則有：則有：355531 101 102 102 lpplpltllEtElEtttss 第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算減小損失減小損失s sl3的措施：的措施：（1）蒸汽養(yǎng)護時采用兩次升溫養(yǎng)護，即第一次升溫到）蒸汽養(yǎng)護時采用兩次升溫養(yǎng)護，即

23、第一次升溫到20，恒溫，恒溫養(yǎng)護到混凝土強度達到養(yǎng)護到混凝土強度達到7.510MPa時，再第二次升溫到規(guī)定養(yǎng)護溫時，再第二次升溫到規(guī)定養(yǎng)護溫度；度；（2）在鋼模上張拉，將構(gòu)件和鋼模一起養(yǎng)護。此時，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。此時，由于預(yù)應(yīng)力鋼筋和臺座間不存在溫差，損失為鋼筋和臺座間不存在溫差，損失為0。第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算四四 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 4 定義：定義：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受到預(yù)加力時立即產(chǎn)生彈性壓縮應(yīng)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件受到預(yù)加力時立即產(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

24、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)力混凝土彈性壓縮造凝土一樣的彈性壓縮應(yīng)變，這種引起的預(yù)應(yīng)力混凝土彈性壓縮造成的預(yù)應(yīng)力損失。成的預(yù)應(yīng)力損失。1 1、先張法構(gòu)件、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。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條件，可得混凝土彈性壓縮引起的損失。第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算200400()pppplcEpcEpc

25、ENN eEAIss s2 2、后張法構(gòu)件、后張法構(gòu)件u當(dāng)一次張拉所有預(yù)應(yīng)力筋時，無彈性壓縮損失當(dāng)一次張拉所有預(yù)應(yīng)力筋時，無彈性壓縮損失l 4 ；u分批張拉預(yù)應(yīng)力時，損失分批張拉預(yù)應(yīng)力時，損失l 4如下式：如下式：4412lEPclEPcmmsss s第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算3、減小損失、減小損失s sl4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)。5 5、鋼筋松弛損失、鋼筋松弛損失s sl5定義：鋼筋在高應(yīng)力長期作用下具有隨時間增長產(chǎn)生塑性變形的定義：鋼筋在高應(yīng)力長期作用下具有隨時間增長產(chǎn)生塑性變形的性質(zhì)。在長度保持不變的

26、條件下，應(yīng)力值隨時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)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算5 5、鋼筋松弛損失、鋼筋松弛損失s sl5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：

27、50.4 (0.5)conlconpkfsss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：5()conlconpkfss s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)s scon0.7fpk時，時，=0.125、=0.5；當(dāng)；當(dāng)0.7fpk s scon0.8fpk時，時，=0.2、=0.575 -超張拉系數(shù)，一次張拉時超張拉系數(shù)，一次張拉時=1；超張拉時；超張拉時=0.9。注：當(dāng)注：當(dāng)s scon0.5fpk時，可不考慮應(yīng)力松弛損失，取時，可不考慮應(yīng)力松弛損失，取s sl5=0。第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算減小損失減小損失s sl5的措施的措

28、施： （1）采用應(yīng)力松弛損失較小的鋼筋作為預(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)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算6 6、收縮徐變損失、收縮徐變損失s sl6 定義：混凝土的定義：混凝土的收縮收縮和和徐變徐變，都會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件長，都會導(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隨時間產(chǎn)生的，且影響二者的因素相由于收縮和徐變是同時隨時間產(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

29、考慮。 規(guī)范規(guī)范對混凝土收縮和徐變引起的損失，按下列公式計算：對混凝土收縮和徐變引起的損失，按下列公式計算：6452801 15pcculfss6452801 15pcculfss 先張法先張法6352801 15pcculfss6352801 15pcculfss 后張法后張法第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算psAAApsAAA 先張法先張法后張法后張法第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算減小減小損失損失s sl6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

30、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）采用級配良好的骨料，增加骨料用量，同時，加強振搗，）采用級配良好的骨料，增加骨料用量，同時，加強振搗，提高混凝土密實性；提高混凝土密實性；（4）加強養(yǎng)護，使水泥水化作用充分，減少混凝土的收縮。有）加強養(yǎng)護，使水泥水化作用充分，減少混凝土的收縮。有條件時宜采用蒸汽養(yǎng)護。條件時宜采用蒸汽養(yǎng)護。第二節(jié)第二節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失計算預(yù)應(yīng)力損失計算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)力開始即需要進行計算，而預(yù)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件從預(yù)加應(yīng)力開始即需要進行計算，而預(yù)應(yīng)力損失是分批發(fā)生的。因此，應(yīng)根據(jù)計算需要，考慮相應(yīng)階

31、應(yīng)力損失是分批發(fā)生的。因此，應(yīng)根據(jù)計算需要，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。混凝土預(yù)壓前完成的損失混凝土預(yù)壓前完成的損失s slI；混凝土預(yù)壓后完成的損失混凝土預(yù)壓后完成的損失s slII。根據(jù)上述預(yù)應(yīng)力損失發(fā)生時間先后關(guān)系，具體組合見表。根據(jù)上述預(yù)應(yīng)力損失發(fā)生時間先后關(guān)系，具體組合見表。第三節(jié)第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計算有效預(yù)應(yīng)力計算 考慮到預(yù)應(yīng)力損失計算的誤差，在總損失計算值過小時，考慮到預(yù)應(yīng)力損失計算的誤差，在總損失計算值過小時，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s sl =s slI +s slII小于下列小于下列數(shù)值時，按下列數(shù)值取用：數(shù)

32、值時，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)第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計算有效預(yù)應(yīng)力計算2 2、 關(guān)于預(yù)應(yīng)力損失計算的討論關(guān)于預(yù)應(yīng)力損失計算的討論 u對于預(yù)應(yīng)力的瞬時項可以通過施工的工藝加以降低。對于預(yù)應(yīng)力的瞬時項可以通過施工的工藝加以降低。u對于預(yù)應(yīng)力的長期損失的計算方法，要精確計算預(yù)應(yīng)力的損失值對于預(yù)應(yīng)力的長期損失的計算方法，要精確計算預(yù)應(yīng)力的損失值是困難的，目前，國內(nèi)外可以歸結(jié)為三類是困難的，目前，國內(nèi)外可以歸結(jié)為三類:1）分項總和法。）分項總和法。先分別計算各個因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失，再組合。先分別計算各個因素產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失，再組合。2）直接基

33、于徐變理論的方法。）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。為彈性問題來處理，有效模量則取決于混凝土的齡期。3）分時段和分項總和法。）分時段和分項總和法。該法假定徐變、收縮、松弛等隨時間變該法假定徐變、收縮、松弛等隨時間變化的因素在某短時間段內(nèi)的影響為常數(shù)，從而可以分時段計算再總化的因素在某短時間段內(nèi)的影響為常數(shù)，從而可以分時段計算再總和。這種方法可以得到某一時刻內(nèi)的預(yù)應(yīng)力損失值。和。這種方法可以得到某一時刻內(nèi)的預(yù)應(yīng)力損失值。第三節(jié)第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計算有效預(yù)應(yīng)力計算第三節(jié)第三節(jié) 有效預(yù)應(yīng)力計算有效預(yù)應(yīng)力計算3、總預(yù)應(yīng)力損失的近似估算、總預(yù)應(yīng)力損失的近似估算自二十世紀(jì)自二十世紀(jì)50年代以來年代以來,對采用高強鋼絲和鋼絞線作預(yù)應(yīng)力鋼筋對采用高強鋼絲和鋼絞線作預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,各國學(xué)者進行了大量的試驗觀測與分析各國學(xué)者進行了大量的試驗觀測與分析,作出作出了預(yù)應(yīng)力鋼筋總損失的近似估算值的規(guī)定。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)范年美國公路橋梁規(guī)范(AASHTO)對預(yù)應(yīng)力鋼筋總損失值進對預(yù)應(yīng)力鋼