第三章-预应力及预应力损失计算.ppt

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1、预应力混凝土结构设计原理第三章预应力及预应力损失计算本章要点1、预应力损失定义2、张拉控制应力确定3、预应力损失的计算4、减少预应力损失的措施预应力损失：由于受到施工、材料性能及环境条件等因素的影响，预应力钢筋中的预加应力会逐渐减少，从而也使混凝土中的预应力相应减小。根据荷载需要而设计的预应力钢筋中的预加应力，应是扣除预应力损失后的有效预应力。预应力钢筋的作用除作为受力钢筋外，更主要的还有施力作用，有效预应力过大或过小对结构的安全性和使用性都不利。必须尽可能合理地估算预应力损失第一节预应力钢筋张拉控制应力张拉控制应力定义：指预应力钢筋张拉锚固前

2、的设计预加应力，其值即为千斤顶施加的总拉力除以预应力钢筋截面面积所得的应力。张拉控制应力用符号表示。张拉控制应力大的优点：经济性好，同样面积的钢筋能使混凝土建立较大预压应力；构件达到同样的抗裂性时钢筋的面积可以减小控制张拉应力大可能引起的问题：（1）引起预应力钢丝断裂；（2）钢筋的应力松弛也大；（3）没有足够的安全系数防止预应力混凝土构件脆断。考虑以上因素，我国的预应力混凝土结构设计规范给出的预应力钢筋张拉控制应力的限制。钢种先张法后张法钢丝、钢绞丝热处理钢筋冷拉热轧钢筋在设计中，对最大张拉控制应力可以进行适当的调整，但在任何情况下的最大控制张

3、拉应力：钢丝和钢绞丝：冷拉热轧钢筋：为了充分利用预应力钢材、保留足够的有效应力，限制最低张拉控制应力：钢丝、钢绞丝和热处理钢筋的最低张拉控制应力：冷拉热轧钢筋：第二节预应力损失的计算引起预应力损失的因素很多，产生的时间也不相同，先张法和后张法预应力损失的项目也不完全一致。在计算中一般考虑：预应力钢筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失。预应力钢筋回缩与构件拼接缝压密引起的预应力损失。预应力钢筋和张拉台座之间温差引起的预应力损失。混凝土弹性压缩引起的预应力损失。预应力钢筋松弛引起的预应力损失。混凝土收缩和徐变引起的预应力损失。一、预应力钢筋与孔道之间

4、摩擦引起的预应力损失出现在采用后张法的构件中。产生原因：预留孔道的位置偏差，孔壁不光滑，孔道壁和钢筋之间产生摩擦力。预应力钢筋任意两个截面之间的应力差，就是这两截面间由摩擦引起的预应力损失。摩擦损失主要包括：孔道偏差摩擦损失：材料不光滑而引起的接触摩擦。曲线孔道摩擦损失：张拉预应力钢筋时对孔道产生的径向压力产生的摩擦。曲线孔道的摩擦力假设曲线两端弯曲角为曲线弯曲弧长为摩擦系数为预应力钢筋对孔道内壁作用的径向压力F引起的摩擦力为：根据微段预应力钢筋平衡条件得略去高阶量可得所以孔道偏差的摩擦力设孔道具有正负偏差，其平均半径为相应的弯曲角为预应力钢筋

5、对孔道内壁作用的径向力引起的摩擦力令为孔道偏差摩擦影响系数摩擦引起的预应力损失曲线孔道微段内的总摩擦为上述两部分之和：从而推导出：积分并引入张拉端的边界条件可得为方便计算，上式中l近似用预应力钢筋从张拉端至计算截面在构件轴线上的投影长度x代替：从张拉端至计算截面预应力钢筋预加力的减少为：两边除以预应力钢筋的面积，得到预应力损失为：偏差系数k和摩擦系数μ值管道成型形式k（1/m）μ钢丝束、钢绞线、光面钢筋螺纹钢筋预埋金属波纹管0.00150.20~0.250.50预埋塑料波纹管0.00150.14~017—预埋铁皮管0.00300.350.40钢

6、管抽芯成型00.550.60橡皮管抽芯成型0.00150.550.60无粘结钢筋7Φ5钢丝0.00350.10—Φ15.2钢绞丝0.00400.12—二、预应力钢筋回缩与构件拼缝压密引起的预应力损失损失产生的原因：1、锚具本身的受力变形和锚板与垫板之间的缝隙压密，使预应力钢筋回缩；2、锥形千斤顶顶压活塞伴随钢筋回缩，夹片式锚具利用钢绞线回缩带动并楔紧夹片锚固；3、钢筋锚固后，分段预制、逐段拼装的接缝还将继续压密缝隙。此损失用符号表示为其计算公式如下：其中：—锚具变形和压紧、预应力钢筋回缩与构件拼接缝压密值。无可靠资料时，可查有关标准—预应力钢筋

7、的有效长度—预应力钢筋的弹性模量—锚具变形和压紧、预应力钢筋回缩与构件拼接缝压密值。无可靠资料时，可查有关标准—锚具变形和压紧、预应力钢筋回缩与构件拼接缝压密值。无可靠资料时，可查有关标准—锚具变形和压紧、预应力钢筋回缩与构件拼接缝压密值。无可靠资料时，可查有关标准—预应力钢筋的有效长度—锚具变形和压紧、预应力钢筋回缩与构件拼接缝压密值。无可靠资料时，可查有关标准—预应力钢筋的有效长度—锚具变形和压紧、预应力钢筋回缩与构件拼接缝压密值。无可靠资料时，可查有关标准—预应力钢筋的弹性模量—预应力钢筋的有效长度—锚具变形和压紧、预应力钢筋回缩与构件拼

8、接缝压密值。无可靠资料时，可查有关标准其中：—预应力钢筋的弹性模量—预应力钢筋的有效长度—锚具变形和压紧、预应力钢筋回缩与构件拼接缝压密值。无可靠资料