第三章 预应力及预应力损失

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1、第三章预应力筋有效应力计算设计预应力混凝土构件时，需要事先根据承受外荷载的情况，估算其预应力的大小。预应力损失：预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象。设计所需的预应力筋中的预拉应力，应是扣除预应力损失后的有效预应力。因此，一方面要确定预应力筋张拉时的初始应力（张拉控制应力），另一方面要正确估算预应力损失值，然后根据两者之差确定有效预应力值。σ=σ−σpeconl一、预应力筋张拉控制应力（σ）con1、含义：通常指预应力筋锚固前，张拉千斤顶所显示的总拉力（扣除锚圈口摩擦损失）除以预应力钢筋截面积所求的钢筋应力值。《公路桥规》特别指出，σ应为张拉钢筋的锚下控制c

2、on应力AσApσconpconApσconAσpcon2、σ对结构的影响conσcon越大，混凝土中的预压应力越大，抗裂性越强，越节省钢筋，但过大会产生如下问题（1）预应力筋过早进入流幅，降低其塑性，甚至出现断丝现象（2）增加钢筋的松弛损失（3）构件出现纵向裂缝（4）使构件出现脆性破坏3、σ的取值一般应在比例极限值或条件屈服点之下con以下，不同性质的预应力筋应分别确定σ值con《公路桥规》和《铁路桥规》规定，预应力钢筋在构件端部（锚下）：钢丝、钢绞线：σ≤0.75fconpk精轧螺纹钢筋：σ≤0.90fconpk注意：在实际设计预应力混凝土构件时，可根据具体情况和施工经验对张

3、拉控制应力值进行适当地调整。但不得超过以下限界。钢丝、钢绞线预应力钢筋抗压强度标准值的0.4~0.8倍预应力钢筋抗压强度标准值的精轧螺纹钢筋0.5~0.95倍二、预应力筋的有效预应力（σ）pe准确计算预应力损失，从而确定预应力筋有效应力是预应力混凝土结构分析的基础，是设计合理预应力混凝土结构的前提。σ=σ−σpeconlσσσpe(xt,,)=−con∑li(xt)第二节预应力损失计算预应力损失的种类ApσconApσconApσconApσcon发生在预应力传到如管道摩擦（σl1）、锚具变形、前期损失或第混凝土之前预应力回缩及接缝压密（σ）、l2一批损失台座与钢筋的温差（σ）等

4、l3如混凝土弹性压缩损失（σ）、后期损失或第发生在预应力传到混l4凝土之后力筋松弛损失（σ）、混凝土收二批损失l5缩徐变（σ）等l6《混凝土规范》：环形结构中螺旋式预应力筋对混凝土的局部挤压损失σl7此外，还应考虑预应力筋与锚圈口之间的摩擦、台座的弹性变形等引起的预应力损失但各项预应力损失值又不是预应力损失值不宜笼统地估截然无关的。试图求得各项算，应予分项计算，然后相预应力损失的“净值”是很困加确定总的损失值难的。预应力损失与施工工艺、材料性能及环境影响等有关，影响因素复杂，一般应根据试验数据确定，如无可靠的试验资料，则可按《规范》的规定估算。一、预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应

5、力损失σ——后张法l1后张法中，张拉钢筋时，钢筋在孔道中滑动，就会产生摩擦力主要由两部分组成（1）曲线型孔道而引起的（2）刮碰引起或称孔道偏（称弯道影响摩擦损差等因素引起的（或称长失），较大，随弯曲角度度影响损失），较小，受增大长度、摩阻系数、孔道质量影响1.弯道影响引起的摩擦力微段预应力筋对孔道内壁的径向压力dP为：1弯道影响引起的摩擦力：由力平衡2．管道偏差影响引起的摩擦力微段预应力筋对孔道内壁的径向压力dP为：2预应力筋与微段孔壁间的法向压力产生的摩擦力（dF）为：2令k=µ/R为管道的偏差系数23．孔道摩擦损失值σl1对两边同时积分，引入张拉端边界条件N=Ncon为方便，

6、l近似用其在构件轴线上的投影长度x代替[−(µµ+kx)]∆N=N−N=N1−econxcon考虑孔道每米长度局部偏差的除以预应力筋面积偏差系数，表3-2−(µθ+kx)σ=σ(1−e)l1con预应力钢筋与孔道壁间的摩擦系数，表3-2张拉控制应力限值，表3-122θ=θH+θv说明：1.电热后张法可不计摩擦引起的损失。2、对于锚固口有局部摩擦损失的锚具，σ应为已扣除此项损失后的锚下控con制应力。4.减少σ的措施l1（1）采用两端张拉，以减小θ值及管道长度x。（2）避免过长的预应力筋，或采用分段张拉。（3）采用超张拉后张法预应力钢筋，张拉工艺程序：Æ对于非自锚式锚具：钢绞线：0

7、→初应力（0.100.15σ左右）→1.05σ（持荷~concon2min）→σ锚固con钢丝束：0→初应力（0.100.15σ左右）→1.05σ（持荷~concon2min）→0→σ锚固conÆ对于采用自锚式锚具（如夹片锚），不能采用超张拉方法：0→初应力0.10σ→σ（持荷2min）→σ锚固conconcon思考：为什么超张拉可减少摩擦损失？（P52）二、锚具变形、钢筋回缩和分块拼装构件接缝压密引起的应力损失σl21、先张法中直线预应力筋的σl2ApσconApσcon由于锚