预应力损失的计算6

张拉控制应力取值


我国《规范》规定，钢丝和钢绞线及热处理钢筋的σcon不宜超 过表7—1—1规定，也不应小于0.40fptk。 规范中的σcon允许值在下列两种情况下可提高0.05fptk ：(1) 对 使用阶段处于受压区的预应力钢筋；(2)为抵消一部分预应力 瞬时损失。
预应力损失的分类
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预应力结构中预应力筋的拉应力是一个不断变化的 值。在预应力结构的施工及使用过程中，由于张拉 工艺、材料特性以及环境条件的影响等原因，预应 力筋中的拉应力是不断降低的。这种预应力筋应力 的降低值，即为预应力损失。 引起预应力损失的因素很多，如由于预应力筋在孔 道中的摩擦，锚具夹片的滑移，以及混凝土的收缩、 徐变和钢筋的松弛等，而且有些因素引起的损失值 还随时间的增长和环境的变化而变化，不仅如此， 这些因素，又相互影响。因此，要精确计算及确定 预应力损失值是一项非常复杂的工作。
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预应力损失分瞬时损失和长期损失两类。
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瞬时损失有摩擦损失、锚具损失等，它们 都可以通过实验和计算分别求得，然后进 行迭加。 长期损失的计算比较困难，因为收缩、徐 变和松弛引起的损失都是时间的函数，是 随时间而变化的，而且是相互影响的
预应力损失的计算


预应力损失的计算是很重要的。尽管预应力损失计算正确与 否不大会影响结构构件在极限状态下的受弯和受拉承载力。 但是，预应力损失值的大小与结构使用期间的性能，如反拱、 挠度、抗裂度及裂缝宽度有密切的关系，对剪、扭承载力也 有影响。 对挠度和开裂有严格要求的结构，就更需要知道准确的预应 力损失值。例如对跨度较大、较为纤细的梁，预应力对反拱 的影响就很敏感；对处于腐蚀环境、在全部使用荷载下不容 许出现裂缝的混凝土结构，损失值估计低了就有提前开裂和 加大挠度的危险。反之，如果将预应力损失估计过高，则将 发生所不希望的反拱。
预应力损失的计算

目前，关于预应力损失的计算方法主要 有三类：


总损失估算法(综合估算法) 分项计算法 精确估算法
预应力损失的计算
总损失估算法(综合估算法)

预应力损失值的计算是繁琐的，且也难以做 到精确。可是，在初步设计中估算预应力筋 数量时，就需要知道预应力总损失值，为此 国内外规范和设计建议给出了很多方法，可 用来估算预应力损失值。综合估算法以其简 单和实用性被广泛采用。
预应力损失的分类

在进行预应力筋的应力计算时，一般应考 虑由下列因素引起的预应力损失：




预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失； 锚具变形、预应力筋内缩和分块拼装构件接缝压密引起的应 力损失； 混凝土加热养护时，预应力筋和张拉台座之间温差引起的应 力损失； 预应力筋松弛引起的应力损失； 混凝土收缩和徐变引起的应力损失； 环形结构中螺旋式预应力筋对混凝土的局部挤压引起的应力 损失； 混凝土弹性压缩引起的应力损失。
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总损失估算法(综合估算法)

我国《无粘结预应力混凝土结构技术规程》 (JGJ ／ T92—93) 根据 80 年代以来的应用经验， 提出无粘结预应力筋总损失的估计值：

对板可取0.2σcon 对梁可取0.3σcon
注意：所用高强钢材为应力消除的钢绞线与钢丝。
预应力损失的计算
总损失估算法(综合估算法)
预应力损失的计算
分项计算法


采用将各种损失值分项计算后，再进行累积 叠加，求预应力总损失值。这种方法称为分 项计算法，也是我国现行规范目前采用的预 应力损失计算方法。 现行规范关于各项损失值的计算方法见教材 第32~39页。请同学们自学。
预应力损失的计算
精确估算法


采用随着电子计算机的飞速发展，以及对预应力各 时间效应因素 —— 混凝土徐变、收缩和钢筋应力松 弛相互作用研究的深化，近年来提出了一套可以求 得比较精确的预应力损失计算方法。 美国混凝土学会 (PCI) 预应力损失委员会提出了时步 分析法。此法以扣除各项瞬时损失后的初始预应力 作为长期损失计算的基点，根据需要的精度，将产 生的预应力损失的时间分成若干个阶段，在任一时 间阶段内引起损失的预加力应取前一时段末的数值。 通过增加时段的数量，亦即减少每一时段的时间长 短就可以使总损失计算的精度提高到要求的程度。

美国后张混凝土协会(PTl)编制的后张预应力 混凝土手册给出的预应力筋总损失的估计值：
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总损失估算法(综合估算法)

美国公路和运输管理协会(AASHTO)出版的桥 梁规范给出的预应力筋总损失的估计值：
预应力损失的计算
总损失估算法(综合估算法)

对取用一般性能的钢材与混凝土，在一般天气条件 下养护的结构，林同炎提出总损失及各组成因素损 失的平均值，用预加力的百分比表示：
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张拉控制应力取值 预应力损失的分类 预应力总损失的计算

张拉控制应力取值



预应力钢束的有效预应力及预应力损失，都与钢筋 初始张拉应力密切相关。称这初始张拉应力为张拉 控制应力σcon 。 为了充分发挥预应力的优点，σcon宜尽可能定得高一 些，以便混凝土获得较高的预压应力，从而提高构 件的抗裂性。 σcon定得过高也有缺点。 σcon过高，构件出现裂缝时 的荷载与构件破坏荷载将较为接近。同时，由于σcon 过高，预应力钢筋，特别对由多根预应力钢丝或钢 绞线组成的预应力钢束，张拉时可能突然断裂。