预应力混凝土结构的受力性能

1.预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋回缩损失L1
应注意的几个问题 a取值见表10－2 P252 l张拉端至锚固端之间的距离（mm）
a l1 E p l
EP为预应力钢筋的弹性模量，按附录2－10采用 由块体拼装的结构，尚应考虑填逢间的预压变 形。当采用混凝土或砂浆为填逢材料时，每条 缝的预压变形值为1mm 先张法构件，当台座长度超过100m时，可忽略l1 后张法构件，l1只考虑张拉端，因锚固端 锚具在张拉过程中已被压紧
（0）
lf
锚固后的应力图
曲线钢筋张拉完，锚固以后由于锚具的变形也会引起
损失 L1
基本假定： 1）孔道摩擦损失的指数曲线简化为直线； 2）抛物线预应力钢筋曲线可近似按圆弧形曲 线考虑； 3）假定正反方向损失斜率相等。 当正反向摩擦斜率不相等时，反向摩擦损失 斜率小于正向摩擦损失斜率，两者不相等。 相等时，损失偏大5％偏于安全。
消除应力钢丝、钢绞线
0.4 f ptk con 0.75 f ptk 不应小于
中强度预应力钢丝
0.4 f ptk con 0.70 f ptk
预应力螺纹钢筋
不应小于
0.5 f ptk con 0.85 f ptk
不宜小于
2. con的取值
Apcon
Apcon
2. 管道摩擦损失L2

P
张拉端 Px Px-dPx 锚固端 d
预应力筋轴线
dP dP 1 dP 2 kP x dx P x d
x
dx

Px
P
x dP x kdx d 0 0 Px
r Px dP2
d r N Px-dP2 dx dP2+dP1 Px Px-dPx d Pxd
Apcon
Apcon
冷拉钢筋 碳素钢丝、刻痕 钢丝、钢绞线
冷拔低碳钢丝、热 处理钢筋
预应力钢筋屈服强度 的0.5~0.9 预应力钢筋抗拉强 度标准值0.4~0.75
预应力钢筋极限抗 拉强度的0.5~0.70
con的上限值在下列情况下可以提高5％
1.为了提高构件在施工阶段的抗裂性能，而在 使用阶段的受压区设置的预应力钢筋； 2.减小预应力损失。（应力松弛、摩擦、钢筋 分批张拉及钢筋与预应力台座之间的温差损 失。
二、张拉控制应力con
张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制到 达的最大应力值。 A A
p con
p con
con＝
张拉设备所指示的总张 力 预应力钢筋面积
Apcon
Apcon
con取值的大小影响预应力混凝土构件优
越性的发挥
con取值过小，经过各种损失以后有效预压应力太小，
不能有效地提高预应力混凝土构件地刚度和抗裂度。
1 e
( kx )
)
Px
r
d
r P
Px
d dP1
考虑孔道每米 长度局部偏差 的摩擦系数， 教材表10-3P255
预应力钢筋与 孔道壁间的摩 擦系数，教材 表10-3
dP2
Px-dP2
dx
dP2+dP1 Px Px-dPx d
Px-dP1
dx
Pxd
2. 管道摩擦损失L2
采用超张拉可以 减少L2 建议的张拉 程序为
计算图形
推导
X处的摩擦损失
l 2 con (kx )
1 con (k ) x ＝ rc
x ＝ con (kx ) ＝ rc
负号表示dP1和Px 方向相反
2. 管道摩擦损失L2

P d 预应力筋轴线
张拉端
Px Px-dPx
锚固端
N Px d
x
dx
r
d
r N
Px-dP2 Px
d dP1
dP 2 N P x d
Px dP2
dx
dP2+dP1 Px Px-dPx d
Px-dP1
dx
Pxd

P 张拉端
d
预应力筋轴线
Px
Px-dPx
锚固端
x
dx
0
1.1con停2分钟
0.85con停2分钟
con
曲线钢筋张拉完，锚固以后由于锚具的变形也会引起 损失 L1
应注意的几个问题
此式不适用于曲 线配筋的后张法 构件）
l1
a l1 E p l
锚固前的应力图
con
摩擦力 l1/ 2
减小L1的措施
1）选用较好的锚具，减少垫板的数量。因为 每增加一块垫板，a值就增加1mm； 2）增加台座长度。台座长度大于100m时， 可忽略不计。
2. 管道摩擦损失L2 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
孔道偏 差等因 素引起 的
曲线型 孔道法 向压应 力而引 起的
三、预应力损失值




预应力直线钢筋由于锚具变形和预应力钢筋内缩 引起的损失； L1表示 预应力钢筋与孔道之间的摩擦引起的预应力损失； L2表示 混凝土加热养护时，张拉的预应力钢筋与承受拉 力的设备之间引起的温差损失； L3表示 预应力钢筋应力松弛引起的损失； L4表示 混凝土的收缩和徐变引起的损失； L5表示 用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于局 部挤压引起的损失 L6表示
d dP1 Px-dP1 dx
Px ln kx P Px P e
( kx )
Px
2. 管道摩擦损失L2
Px P e
( kx )
P

d
预应力筋轴线
张拉端
Px Px-dPx
P Px P (1
1 e
( kx )
锚固端
)
x
dx
l 2 con (1
con取值太大
1.在施工阶段构件地反拱值过大，有时在预拉 区开裂，后张法时则可能端部受压破坏； 2.构件的开裂荷载和极限荷载很接近，破坏时 无明显预兆，构件的延性较差； 3.在超张拉过程中可能某些钢筋被拉断； 4.钢筋的松弛损失和混凝土的徐变损失增大
con还与施工方法、钢筋钢丝的种类有关。
规范的取值如表10－1所示。

P
d
预应力筋轴线 锚固端
张拉端
Px Px-dPx
x
dx
r Px
d
dP1 Px-dP1 dx
r Px dP2
d N
Px-dP2 dx
2. 管道摩擦损失L2

P
张拉端 Px Px-dPx 锚固端 d
预应力筋轴线
x
dx
dP 1 kP x rd kP x dx
r Px d dP1 Px-dP1 dx