预应力混凝土结构中预应力摩擦损失模型研究

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1、预应力混凝土结构中预应力摩擦损失模型研究!陈月顺（华中科技大学土木工程与力学学院武汉!"##$#）陈亚杰（武汉建筑材料工业设计研究院武汉!"##$#）摘要：引入非线性摩擦的概念，在剖析了现有预应力结构预应力损失模型的不足及分析了预应力损失的作用机理的前提下，建立了预应力损失计算的非线性摩擦模型，并对所建模型进行了验证。从而可更合理地计算大曲率预应力曲线筋的摩擦损失。关键词：非线性摩擦预应力预应力损失模型!"#$%&’()*+"*&’,&!!-&$.,&(/).!").!!.$/.*’(&)+.-.’"*’/).!").!!.

2、$+&’+).".!")#+"#).%&’()*’+&*(（,-&../.0%121/3(45’-&3(1-+，67,89*&3(!"##$#）%&’()3:1’（9*&3(;*1/41(<53=’>13/?(4*+=>@A’+1<(BC’+’3>-&?(+=1=*>’9*&3(!"##$#）01234563：D<31(+==&’/3-E.0=&’0>1-=1.(/.++F.4’/1(’G1+=’(-’，=&’-.(-’H=.0(.(/1(’3>0>1-=1.(&3+I’’(1(4*-=’4J;3+’4.(=&’3(3/@+

3、1+.0=&’F’-&3(1+F.0=&’H>’+=>’++’4>’1(0.>-’F’(=K+0>1-=1.(/.++3(4=&’/3-E.0=&’3-=*3/F.4’/，3(.(/1(’3>0>1-=1.(F.4’/&3+I’’(H>’+’(=’43(41=+0’3+1I1/1=@&3+I’’(H>.2’4J8&’>’I@=&’H>’+=>’++’4>’1(0.>-’F’(=K+0>1-=1.(/.++-3(I’-.FH*=’4F.>’>’3+.(3I/@J789:;4<2：(.(/1(’3>0>1-=1.(H>’+=>’

4、++H>’+=>’++/.++F.4’/=概述预应力混凝土结构在浇注混凝土前预先放置好张拉预应力筋，或预留好预应力筋孔道，待混凝土达到设计强度后再张拉，从而可以按要求将预应力筋做成各种曲线形，同时也因其易于满足施工条件而在各种工程结构中得到推广应用。由于预应力混凝土结构的配筋形式和施工工艺上的不同，因而在设计计算中如何合理确定预应力筋的摩擦损失成为预图L%.*/.FI摩阻损失计算简图应力混凝土结构设计计算的重点之一［L］。面是粗糙的，所以当两物体表面接触时将产生阻碍在现行规范中，预应力筋预应力损失的计算是两物体的相对运动的作

5、用。由于混凝土和预应力筋利用经典%.*/.FI摩擦理论推导的公式：表面都是粗糙的，所以理想中的表面接触实际只是［Q］!N$"N!"一部分突出表面的接触。"M!##在%.*/.FI摩擦理论中，如果作用于两表面的式中，$和!分别表示孔道每米局部偏差的摩擦影响系数和钢筋与孔道壁的摩擦系数［ON!］，各参数取!湖北省自然科学基金（O##!D;D#PO），湖北省教育厅青年基金和武值及相应计算简图如图L所示。汉市青年科技晨光计划（O##QQ##"#QRNOR）项目资助。第一作者：陈月顺男LR$Q年R月出生湖北工业大学土木工程>应用+;?

6、@;A1理论的不足与建筑学院讲师收稿日期：O##PN#!N#Q众所周知，摩擦产生的根本原因是因为物体表OQ#?(4*+=>13/%.(+=>*-=1.(S./J"P，,*HH/’F’(=，O##P工业建筑O##P年第"P卷增刊由方程式（6）得：()8*!#*%%+（$）(!#8!#+为曲面)+,上的法矢量，则"2（0）#%#+由宏观滑移的定义式（6），有8)+,，即8#!##48"!"4"8!"+,，由式（$），8#!##++·,!#，则下式成立：图!两个理想的表面突峰的相互接触+·8!#48"·!"4"·8!"+,（9）为

7、了计算8，构造等效非弹性滑移率8":切向力不达到临界值，两表面的切向相对位移只能"#+［0］2·8"2，式中$为待定系数。假设8"只是为零。但在图!所示的两个理想突出表面的相互接$)8"##等效非弹性滑移率8":的函数，那么触情况中（图中!"为法向接触力，!#为切向接触#力），很显然，不论是突峰产生弹性变形、同时产生弹8"-8"+（:）8"$*%$#（;）性和塑性变形或者断裂破坏，即使切向力!不足以8"##使两突峰相互越过，也可以使它们产生较小的切向%*8"（-,）:8"#相对位移；如果两表面突峰不是完全接触的，如存在从而有

8、局部塑性变形或粘附作用，接触突峰也可能产生微!#+4(（3"#4#+）（--）小的切向相对位移［$］。这是与经典的%&’(&)*摩4(3+·#"#<#(3#+·+4%$#!"4"8!"+,（-!）擦理论相矛盾的。由上面的分析可以看出，摩擦具整理得有明显的非线性。(3+·#"#<"·8!"（