当前课程知识点：建筑结构1（混凝土结构） > 第七章 预应力混凝土构件 > 预应力损失 > 张拉控制应力与预应力损失
同学们
这节课我们来学习张拉控制应力与预应力损失
一 张拉控制应力
张拉控制应力是指预应力钢筋
在进行张拉时所允许的最大应力值
以σcon表示
张拉控制应力的确定原则
实际工程中
合理确定张拉控制应力的取值
对预应力混凝土结构至关重要
由预应力混凝土的原理可知
把张拉控制应力取得高些
不但可以提高构件的抗裂性能
和减小挠度而且可以节约钢材
因此σcon值适当取高些是有利的
但是σcon值并不是取得越高越好
这是因为σcon值越高
构件的开裂弯矩与极限弯矩越接近
即构件延性就越差
构件可能产生脆性破坏
这是结构设计中应力求避免的
此外为了减小预应力损失
在张拉预应力钢筋时往往采取超张拉工艺
如果σcon值取得过高
由于张拉的不准确性和钢筋强度的离散性
个别钢筋可能达到甚至超过该钢筋的屈服强度
而产生塑性变形
从而减小对混凝土的预压应力
降低预压效果
对高强钢丝
甚至可能因σcon值过大而发生脆断
所以σcon值过高或过低都应避免
《混凝土规范》
根据多年来国内外设计与施工经验
规定预应力钢筋的张拉控制应力
不宜超过表中所规定的值
且不应小于0.4fptk
fptk为预应力钢筋强度标准值
我们可以根据这两个条件来确定具体的数值
二 预应力损失及其减小措施
由于张拉工艺和材料特性等原因
从张拉钢筋开始直到构件使用的整个过程中
经张拉所建立起来的钢筋预应力将逐渐降低
这种现象称为预应力损失
预应力损失
会影响预应力混凝土结构构件的预压效果
甚至造成预应力混凝土结构的失效
因此
不仅设计时应正确计算预应力损失
在施工中也应采取有效措施减少预应力损失值
预应力损失共有六种
下面我们依次进行介绍
1 张拉端锚具变形
和钢筋内缩引起的预应力损失
简称锚具变形损失
记为σl1
锚具变形损失是由于经过张拉的预应力钢筋
被锚固在台座或构件上以后
锚具 垫板与构件之间的缝隙被压紧
以及预应力钢筋在锚具中的滑动
造成预应力钢筋回缩而产生的预应力损失
它既发生于先张法构件
也发生于后张法构件中
减小锚具变形损失的措施有
1 选择变形小或预应力筋滑动小的锚具 夹具
并尽量减少垫板的数量
2 对于先张法张拉工艺
选择长的台座
台座长度超过100m时
σl1可忽略不计
2 预应力钢筋与孔道的摩擦引起的预应力损失
简称摩擦损失
记为σl2
摩擦损失是由于后张法构件
在预留孔道中张拉钢筋时
因钢筋与孔道壁之间的接触
引起摩擦阻力而产生的预应力损失
由于摩擦损失的存在
预应力钢筋截面的应力
随距张拉端的距离的增加而减小
当孔道为曲线时
磨擦损失会更大
摩擦损失只发生在后张法构件中
减少措施
我们可以采用两端张拉
或超张拉工艺
来减小此项损失
3 混凝土加热养护时
预应力钢筋与台座间温差引起的预应力损失
简称温差损失
记为σl13
当先张法构件进行蒸汽养护时
随着钢筋温度升高
其长度也增加
这是由于新浇混凝土尚未结硬
不能约束钢筋增长造成的
而台座长度固定不变
因此张拉后的钢筋变松
预应力钢筋的应力降低
降温时混凝土和钢筋已粘结成整体
二者一起回缩
钢筋的应力不能恢复到原来的张拉应力值
温差损失只发生在采用蒸汽养护的
先张法构件中
减少措施有
蒸汽养护时采用两次升温养护
即第一次升温至20℃
恒温养护至混凝土强度
达到7~10N/mm2 时
再第二次升温至规定养护温度
2 在钢模上张拉
将构件和钢模一起养护
此时由于预应力钢筋和台座间不存在温差
故温差损失为0
4 预应力钢筋应力松驰引起的预应力损失
简称应力松弛损失
记为σl14
预应力钢筋应力松驰引起的预应力损失
实际上是钢筋的应力松驰
和徐变引起的预应力损失的统称
先张法构件和后张法构件中都会产生
减小此项损失的措施
我们可以采用应力松驰损失较小的钢筋
作预应力钢筋
也可以采用超张拉工艺进行张拉
5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失
简称收缩徐变损失
记为σl15
收缩徐变损失是由于混凝土的收缩
和徐变使构件长度缩短
被张紧的钢筋回缩而产生的预应力损失
这种损失既先张法构件中发生
也在后张法构件中发生
此项预应力损失是各项损失中最大的一项
在直线预应力配筋构件中约占总损失的50％
在曲线预应力配筋构件中约占30％左右
减少的措施有
1 设计时尽量使混凝土压应力不要过高
2 采用高强度等级水泥
以减少水泥用量
同时严格控制水灰比
3 采用级配良好的骨料
增加骨料用量
同时加强振捣
提高混凝土密实性
4 加强养护
使水泥水化作用充分
减少同的收缩
有条件时宜采用蒸汽养护
6 环形构件采用螺旋预应力筋时
局部挤压引起的预应力损失
简称环形配筋损失
记为σl16
该损失是由于构件环形配筋时
预应力钢筋将混凝土局部压陷
使构件直径减小而产生的预应力损失
它只发生在直径d≤3m的后张法构件中
同学们 这节课我们就讲到这里
下节课再见 谢谢大家
-0.1.1 建筑结构概述
--建筑结构概述作业
-1.1 作用与作用效应
--作用与作用效应作业
-1.2 建筑结构概率极限状态设计法
--极限状态设计法作业
-2.1 混凝土结构材料
--混凝土结构材料作业
-2.2 钢筋与混凝土共同工作
--钢筋与混凝土共同工作作业
-3.1 受弯构件的构造要求
-3.2 受弯构件正截面承载力计算
--3.2.3 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——基本公式与适用条件
--3.2.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——截面设计
--3.2.5 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 ——承载力复核
--3.2.6 T型截面受弯构件正截面承载力计算 ——基本公式及适用条件
-3.3 受弯构件斜截面承载力计算
-3.4 受弯构件挠度及裂缝宽度验算
-4.1 受压构件构造要求
-4.2 轴心受压构件承载力计算
-4.3 偏心受压构件承载力计算
-钢筋混凝土受拉构件受力特点与构造要求
-钢筋混凝土受扭构件受力特点与构造要求
-预应力混凝土的基本概念
--施加预应力的方法
-预应力损失
-预应力混凝土构件的构造要求
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-单向板肋形楼盖
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-单层厂房结构的主要承重构件
