混凝土基本构件-张拉控制应力与预应力损失

建筑结构

混凝土基本构件任务6类预应力损失的计算1.锚固损失σl1预应力筋张拉后锚固时，由于锚具受力后变形，锚具、垫板与构件之间的缝隙被挤紧，以及钢筋在锚具中的滑移引起的预应力损失记为sl1。a－张拉端锚具变形和钢筋内缩值(mm)；l－张拉端与锚固端之间的距离(mm)；Es－预应力钢筋的弹性模量。一、预应力损失σl2.摩擦损失σl2摩擦损失是指在后张法张拉钢筋时，由于预应力筋与周围接触的混凝土或套管之间存在摩擦，引起预应力筋应力随距张拉端距离的增加而逐渐减少的现象。摩擦阻力由下述两个原因引起，分别计算，然后相加：1）张拉曲线预应力钢筋时，由预应力钢筋和孔道壁之间的法向正压力引起的摩擦阻力；2）预留孔道因施工中某些原因发生凹凸，偏离设计值，预应力钢筋和孔道壁之间将产生法向正压力而引起摩擦阻力。一、预应力损失σlκ－考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数；x－从张拉端至计算截面的孔道长度；m－预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数；q－从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角。若一、预应力损失σl3.温差损失σl3为缩短先张法构件的生产周期，常采用蒸汽养护加快混凝土的凝结硬化。升温时，新浇混凝土尚未结硬，钢筋受热膨胀，但张拉预应力筋的台座是固定不动的，亦即钢筋长度不变，因此预应力筋中的应力随温度的增高而降低，产生预应力损失sl3。降温时，混凝土达到了一定的强度，与预应力筋之间已具有粘结作用，两者共同回缩，已产生预应力损失sl3无法恢复。设养护升温后，预应力筋与台座的温差为D

t℃，取钢筋的温度膨胀系数为1×10-5/℃，则有，一、预应力损失σl4.松弛损失σl4钢筋在高应力长期作用下其塑性变形具有随时间而增长的性质，在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力值随时间增长而逐渐降低，这种现象称为松弛。另一方面，在钢筋应力保持不变的的条件下，应变随时间的增长而逐渐增大，这种现象称为徐变。钢筋的松弛和徐变均将引起预应力钢筋中的应力的损失。应力松弛与初始应力水平和作用时间长短有关。根据应力松弛的长期试验结果，《规范》取：Ⅰ级松弛：普通预应力钢丝和钢绞线ψ为超张拉系数：一次张拉

y=1超张拉y=0.9一、预应力损失σl4.松弛损失σl4Ⅱ级松弛：低松弛预应力钢丝和钢绞线当0.7fptk<scon≤0.8fptk时，当scon≤0.7fptk时，热处理钢筋一次张拉

sl4=0.05scon超张拉sl4=0.035scon一、预应力损失σl5.混凝土收缩徐变损失σl5先张法后张法spc和s’pc－受拉区、受压区预应力钢筋在各自合力点处混凝土法向压应力。此时，预应力损失值仅考虑混凝土预压前（第一批）的损失，且spc和s’pc不得大于0.5f’cu一、预应力损失σl5.混凝土收缩徐变损失σl5二、预应力损失σl先张法后张法A0为混凝土换算截面面积A0=Ac+aEAp+aEAs

，An为混凝土净截面面积An=Ac+aEAs。6.螺旋式预应力钢筋对混凝土的局部挤压损失σl6sl6的大小与环形构件的直径D成反比，直径越小，损失越大。《规范》规定：当D≤3m时，sl6=30N/mm2当D>3m时，sl6=0一、预应力损失σl建筑结构

混凝土基本构件任务预应力摩擦损失计算例题建筑结构

混凝土基本构件任务预应力损失的类型一、预应力损失的定义预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原因，预应力筋中应力会从scon逐步减少，并经过相当长的时间才会最终稳定下来，这种应力降低现象称为预应力损失。由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果。因此，预应力损失是预应力混凝土结构设计和施工中的一个关键的问题。过高或过低估计预应力损失，都会对结构的使用性能产生不利影响。采取各种因素产生的预应力损失进行叠加的方法求得总预应力损失。

由于预应力的通过张拉预应力筋得到，凡是能使预应力筋产生缩短的因素，都将引起预应力损失，主要有：1.锚固损失：锚具变形引起预应力筋的回缩、滑移。2.摩擦损失：在预应力筋张拉过程中，后张法预应力筋与孔道壁之间的摩擦，先张法预应力筋与锚具之间以及折点处的摩擦，也会使张拉应力造成损失。3.温差损失：先张法中的热养护引起的温差损失。二、预应力损失的类型4.松弛损失：长度不变的预应力筋，在高应力的长期作用下会产生松弛，会引起预应力损失。5.混凝土的收缩和徐变引起的损失。6.螺旋式预应力钢筋对混凝土的局部挤压损失。二、预应力损失的类型建筑结构

混凝土基本构件任务预应力损失的组合一、预应力损失σl1.锚固损失σl12.摩擦损失σl23.温差损失σl34.松弛损失σl45.混凝土收缩徐变损失σl56.螺旋式预应力钢筋对混凝土的局部挤压损失σl6二、

预应力损失值的组合预应力混凝土构件从预加应力开始即需要进行计算，而预应力损失是分批发生的。因此，应根据计算需要，考虑相应阶段所产生的预应力损失。⑴混凝土预压前完成的损失

lI；⑵混凝土预压后完成的损失

lII。根据上述预应力损失发生时间先后关系，具体组合见表。各阶段预应力损失的组合项次预应力损失的组合先张法构件后张法构件1混凝土预压前（第一批）损失σlⅠσl1+σl3+σl4σl1+σl22混凝土预压后（第二批）损失σlⅡσl5σl4+σl5+σl6

考虑到预应力损失计算的误差，在总损失计算值过小时，产生不利影响，《规范》规定当总损失值

l

=

lI+

lII小于下列数值时，按下列数值取用：先张法构件100N/mm2后张法构件80N/mm2二、

预应力损失值的组合建筑结构

混凝土基本构件任务张拉控制应力一、张拉控制应力σcon张拉控制应力是指张拉预应力筋时预应力筋应达到的拉应力规定值，用σcon表示。张拉时预应力筋实有的应力可由张拉设备上的测力计所示的总拉力除以预应力钢筋截面面积得出。（1）σcon的定义一、张拉控制应力σcon（2）σcon的确定

张拉控制应力scon取值越高，预应力筋对混凝土的预压作用越大，抵消部分预应力损失，可以使预应力筋充分发挥作用。

但scon取值过高，可能会在张拉时引起破断事故，产生过大应力松弛。因此，《规范》规定了张拉控制应力限值[scon]。一、张拉控制应力σcon钢筋种类张拉方法先张法后张法消除应力钢丝、钢绞线0.75fptk0.75fptk

热处理钢筋0.70fptk0.65fptk张