残余预应力变化规律的初步探索

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1、残余预应力变化规律的初步探索?22?港工技术2007年1O月No.5残余预应力变化规律的初步探索王小明,赵冲久,徐满意(1.哈尔滨工程大学,哈尔滨150001;2.交通部天津水运工程科学研究所水工构造物检测,诊断与加固技术实验室,天津300456)摘要:在预应力构件的设计和使用过程中,人们十分关心残余预应力的大小.试验测试的数据表明,在不同的时刻残余预应力值是不同的,且这一值是随时间而变化.从理论和试验相结合的方法初步探索残余预应力与时间的变化规律,并给出二者的关系式.同时,文中还将残余预应力的测试值与理

2、论计算值进行比较.关键词:残余预应力;预应力损失;应力检测中图分类号:TU317;TU378文献标识码:A文章编号:1004—9592(20O7)O5—0O22一O4PreliminarilyexplorationoftheruleofresidualprestressvariationWangXiaoming,ZhaoChongjiu,XuManyi(1.HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China;2.Labofcoastalstructure,Tian

3、jinResearchInstituteforWaterTransportEngineering,Tianjin300456,China)Abstract:ThevalueofresidualprestressispaidmuchattentiontOwhendesigningandusingpres—tressedstructure.TestdatashowthattheresidualprestressvalueiSdifferentindifferenttime,andthevaluechanges

4、withtime.Theruleofresidualprestressandtimeisexploredpreliminarilybycombiningtheoryandtest;formulaaregivetoexpresstherule.Meanwhile,thetestdataarecomparedwiththeval—uecalculatedwiththeory.Keywords:residualprestress;prestresslOSS;stresstest预应力钢筋混凝土构件的设计,计算,

5、评估和加固,以及码头的升级改造都离不开一个重要的参数,那就是预应力钢筋的现存预应力,即残余预应力.人们一贯的做法是用经验公式或理论公式来计算残余预应力,然而众多的研究表明这样的计算并不准确口],但长期以来都没有找到准确计算残余预应力的方法.以下就从试验数据和理论分析的角度来讨论残余预应力的变化过程,并与理论计算值相比较,分析不同阶段残余预应力的变化规律.收稿日期:2007—0314基金项目:交通部天津水运工程科学研究所科技开发基金(TKSO6O2O6)作者简介:王小明(1981一),男,硕士研究生,主要从

6、事近海结构性能方面的研究.l试验构件与试验装置试验对象是5根先张法预应力钢筋混凝土梁,编号为YL1～yL5,跨长5.4m,其配筋和截面尺寸均相同,如图1所示.5根梁的混凝土强度等级为C40,保护层厚度均为65mm.预应力仅施加于受拉区的3根冷拉钢筋上,控制应力O"c.一400MPa,构件在自然条件下养护.在生产预应力梁的时候,先在预应力钢筋上安装钢筋计,将数据线从构件两端引出.在构件的受拉区3根钢筋上装有5个钢筋计,钢筋计的位置分别位于0.271(2个钢筋计),0.5/(1个钢筋计),0.73/(2个钢筋

7、计),如图2所示(图中的1～5等标号代表钢筋计的编号).YL1梁中钢筋计的编号为1～5,YL2梁中钢筋计的编号为6～1O,以下类推.每根梁都用5个钢筋计测试构件2007年1O月No.5港工技术?23?在浇注,养护和使用过程中的钢筋应力.图1配筋及截面尺寸图2钢筋计布置图2试验过程与分析在张拉钢筋前测出钢筋计的初始频率,张拉以后的不同时刻分别测出末频率,则张拉力P—k(一)(1)其中k是钢筋计的灵敏系数.钢筋的应力dr可以由下式计算:一P/A(2)A是每根预应力钢筋的截面面积.钢筋应力dr在不同的时刻是由不

8、同的外因所产生,代表不同的含义,即不同的时刻是不同应力的组合,并非都代表钢筋的残余预应力.2.1放张前的残余预应力变化规律在放张前,只出现第一批预应力损失,则一drc.dr¨(3)第一批预应力损失针对于目前的试验构件来说,其包含两类预应力损失,即张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失和预应力钢筋松弛引起的应力损失.那么dr1J—dr11+dr14(4)这时的钢筋应力dr就是测试时刻的残余预应力,如表1(表中列出的是每根梁上5