《张拉控制应力与预应力损失计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《张拉控制应力与预应力损失计算（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1张拉控制应力选取与预应力损失计算21）张拉控制应力一般应不大于比例极限；对于冷拉钢筋张拉控制应力不大于屈服强度。张拉控制应力是为保证计算张拉伸长值时按线性计算。一、预应力筋张拉控制应力张拉控制应力选取与预应力损失计算1.取值原则ptkf0.2fpf图 1-1 预应力筋的应力 -应变曲线4.70.910.6216850.86 fptk0.76 fptk15j15钢绞线5.20.930.6517200.87 fptk0.78 fptk50s5钢丝ptk（）0.2（）p（）fptk（ N/mm2）f0.2（ N/mm2）fp（ N/mm2）根数品种规格表 1-1 &nbs
2、p; 预应力钢丝与钢绞线的拉伸试验数据32）张拉控制应力不宜过低，不应小于 0.4 ,否则会造成预应力钢材的浪费，并给预应力筋布置造成困难。3）对于体外预应力结构、斜拉索、吊杆等，张拉控制应力可低于 0.4 。这主要是从结构耐久性和延长换索时间来决定的。4）预应力筋的张拉应符合施工验收要求，即混凝土预压区的预压应力 ，混凝土预拉区的预拉应力或。ptkfptkf'cc ck0.8f 'ct tk0.8f 'ct tk2 f 4混凝土结
3、构设计规范（ GB 50010 2002）规定：预应力筋的张拉控制应力 不宜超过表 1-2规定的张拉控制应力限值，且不应小于 。con后张法先张法0.650.70热处理钢筋0.750.75消除应力钢丝、钢绞线张拉方法钢筋种类表 1-2 张拉控制应力限值ptkfptkfptkfptkf2.取值方法ptk0.4 f当符合下列情况时，表 1-2中的张拉控制应力限值可提高
4、：ptk0.05f1）要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力钢筋；2）要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力钢筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。53.张拉条件1）一端张拉工艺是预应力筋一端为固定端，在另一端用张拉设备张拉预应力筋的张拉形式。下列情况宜采用一端张拉工艺：a.长度不大于 24m抽芯成孔的直线预应力筋；b.长度不大于 30m预埋波纹管的直线预应力筋；c.有埋入式固定端的直线预应力筋；d.分段施工采用固定式连接器连接的直线预应力筋；一端张拉工艺过程可以是分级张拉一次锚固，也可以是分级张拉分级锚固。62）两端张拉工艺是在预应力筋两端同
5、时同步用张拉设备进行张拉的施工形式。下列情况宜采用两端张拉工艺：b.长度大于 24m抽芯成孔的直线预应力筋；a. 较长的预应力筋束，为了避免因预应力筋较长而造成较大的摩擦损失；c.长度大于 30m预埋波纹管的直线预应力筋；d.竖向预应力结构，且以下端张拉为主；原则上讲，两端张拉应同时同步进行，但当张拉设备数量不足或由于张拉顺序安排关系，也可先在一端张拉完成后，再移至另一端补足张拉力后锚固。两端张拉工艺过程可以是分级张拉一次锚固，也可以是分级张拉分级锚固。74.张拉批次1）对于以恒载为主，且恒载的施加是一次完成的构件多采用一次张拉；2）对于以恒载为主，而恒载是分期（分批）施加的情况，预应力筋的张
6、拉应与恒载施加的批次相对应，实施分批张拉；3）当以活载为主时也应采取分批张拉方案。结构形成时张拉首批预应力筋，以后随着荷载的增加继续分批次张拉剩余预应力筋。81l2lfL二、预应力损失1.分类1）锚固损失（反摩擦损失）定义：预应力直线钢筋由于锚具变形和预应力钢筋内缩引起的预应力损失称为锚固损失。抛物线形预应力钢筋，当其对应的圆心角 12lfmL = （ -L/2）19cL12LEBACD-mF1mm-m2321212L11la.锚固损失消失于曲线反弯点外的线段（由两段曲率异号抛物线组成的预应力筋）图 1-7 锚固损失消失于曲线反弯点外的计算简图fL锚固损失影响长度： 张拉端的锚固损
7、失：2221112()sfEmLcL Lm =+111 2 122lfmL mL L = （ -c）+ （ ）式中 ， 。A111()LmLc +=B222()LmL +=20cL21L/2 DA1L-mmFCBEy1lb.锚固损失消失于折点处的线段（折线形预应力筋）如果 ，则锚固损失消失于折点处。112 ylmL = +con 1y2 (1 )L =图 1-8 锚固损失消失于折线折点处的计算简图图中 ，其中 。s11yE mLL conm =21322ADGC1BFm1L-mE1L/22L2211 11122)sfEmL LLLm=+c.锚固损失消失于折点外的线段（折线形预应力筋
8、）fL111 2 122lfmL m L L = +1+2 （ ）2con 1(1 )mL =（1- ）1conm =1l张拉端的锚固损失：图 1-9 锚固损失消失于折线折点外的计算简图锚固损失影响长度：式中 ， , 。1con 1L = （1- ）224. 松弛损失 计算：4l1）对松弛损失的有关认识图 1
9、-10 预应力钢材的应力松弛试验数据23a.松弛率与时间的关系应力松弛初期发展较快，第一小时相当于 1000h的 1535%，以后逐渐减慢 。对试验数据进行回归分析得出：钢丝应力松弛率与时间 t有较好的对数线性关系。一年的松弛率相当于 1000h的1.25倍， 50年的松弛率为 1000h的 1.725倍。tlgR AtB+b.松弛率与钢种的关系钢丝和钢绞线的应力松弛率比热处理钢筋和精轧螺纹钢筋大。c.松弛率与初应力的关系初应力大，松弛损失也大。当 时，松弛率明显增大，呈非线性变化。当 时，松弛率可忽略不计。con ptk0.7 f >con ptk0.5f 24d.松弛率与
10、温度的关系随着温度的升高，松弛损失会急剧增加。根据国外试验资料， 40时 1000h松弛率约为 20时的 1.5倍。e.减少松弛损失的措施一是采取超张拉程序 0 1.05con con，比一次张拉程序 0 con可减少松弛损失 10；也可采用 01.03con超张拉程序 ，松弛率虽然增加了，但剩余预应力仍比一
11、次张拉程序大。持荷 2min二是采用低松弛钢丝或低松弛钢绞线，其松弛率可减少70 80。25f.松弛损失终极值与 1000h松弛值的关系长期观测表明，预应力松弛损失可持续十年到数十年。到五十年左右时，其松弛损失才趋于稳定。松弛损失终极值约为1000h时松弛损失值的 1.4倍左右。也就是说， 1000h时的松弛值为其终极值的 70左右。我们之所以用 1000h的终极值作为规范制定的一依据，是因为在使用阶段由于存在摩擦损失、反摩擦（锚固）损失、收缩徐变损失等预应力损失的存在，预应力筋的实际应力值较控制应力值小。261.0 0.9预应力钢筋在高应力下，若保持其长度不变，随着时间的增长，应力逐渐降低。
12、一般来说张拉应力越大、温度越高，松弛量也越大。2）预应力钢丝、钢绞线松弛计算公式a.普通松弛（一般松弛值在 8con左右）con4coptk0.4 ( 0.5)lf =上式，一次张拉时， ；采用超张拉时，27b.低松弛（一般松弛值在 2.5con左右）con ptk0.5f con ptk0.7 f 40l =4con0.05l =con4conptk0.125( 0.5)lf =con4conptk0.2( 0.575)lf =ptk con ptk0.7 0.8f f< 当 时，取 ；当时，3）热处理钢筋松弛损失计算一次张拉超张拉4con0.035l =热处理钢筋是按冷拉钢筋的松弛损
13、失取值的，这里指的超张拉有两种形式：从应力为零开始直接张拉至 1.03con；或从应力为零开始张拉至 1.05con，持荷 2min以后，再卸载至con。284）如果需要求出 随时间变化的值，那么可以用前面计算的 乘以时间影响系数。4l4l表 1-6 松弛损失随时间变化系数1.0010950.852650.751800.60900.50600.43400.40300.37200.3102收缩徐变损失系数时间（ d）295. 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失5l1）影响因素a.混凝土强度等级；b.张拉时混凝土龄期；c.混凝土掺和
14、料（ UEA等膨胀剂）；d.配筋率（预压区的钢筋）；e.若为无粘结预应力结构，应考虑预应力度的影响；f.预应力水平及总预加力的大小。h.环境温度、湿度及养护2）终极值的计算方法'pc cu545 280 /115lf+''pc cu'5'45 280 /115lf+b.后张法构件：'pc cu535 280 /115lf+''pccu'5'35 280 /115lf+a.先张法构件：303）计算 终极值应注意的问题pcpca. 或 应为永久荷载标准值、活荷标准值的准永久值部
15、分、预应力荷载共同引起的混凝土预压区预应力合力点处混凝土的压应力值。当 为拉应力时，取 ；应 控制和 不大于 ，以保证收缩徐变损失的计算方法符合线性徐变的假设。b.对于有粘结（含先张和后张有粘结）， ，；对于无粘结（缓粘结暂偏于安全地按无粘结对待）， ， ，这里可暂取 0.23。c.注意张拉时刻的影响。张拉时刻的影响包括两个方面，一是计算 或 所用的等效荷载， 是对应于发生完第一批预应力损失的等效荷载 ；二是公式中的立方体抗压强度 是指张拉时刻立方体抗压强度的标准值。cuf5l'pc'pc'pc0 pc'pc'cu0.5fps()/A Abh +'
16、;''ps()/A Abh +ps()/A Abh+'pc'''ps()/A Abh+314）与时间相关的损失a.受拉区纵向预应力钢筋应力损失终极值：ppc s50.9115lE +'ppc s'5'0.9115lE +混凝土收缩和徐变引起预应力钢筋的预应力损失终极值可按下列规定计算：b.受压区纵向预应力钢筋应力损失终极值：混凝土徐变系数终极值；混凝土收缩应变终极值；预应力钢筋弹性模量；预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值；sEp受拉、压区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋率。' 、32混凝土徐变系数终极值和收缩应
17、变终极值应由试验实测得出，当无可靠资料时可以按下表采用。如年平均相对湿度低于40的环境下，表中数值应增加 30。1.01.11.21.41.001.301.401.40 601.21.41.51.81.101.501.601.70281.51.71.92.21.101.601.802.00141.71.92.12.41.101.601.862.17101.82.02.22.61.101.601.902.3072.02.32.53.01.101.702.002.503 600300200100 600300200100理论厚度 （ mm）理论厚度 （ mm）徐变系数终极值收缩应变终极值（ 10-4）预加力时混凝土龄期（ d）表 1-7 混凝土收缩应变和徐变系数终极值2Au2Au33注：预加力时的龄期，对先张法构件可取37
