《结构设计原理》课件-项目6：预应力损失与计算

钢筋的张拉控制应力><教学01张拉控制应力的概念02张拉控制应力的取值要求目标张拉控制应力的概念01一、张拉控制应力的概念张拉控制应力scon是预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。

对于有锚圈口摩阻损失的锚具，scon应为扣除锚圈口摩擦损失后的锚下拉应力值，《公路桥规》特别指出，scon为张拉钢筋的锚下控制应力。张拉控制应力的取值要求02二、张拉控制应力的取值要求钢筋利用率角度：施工安全及预应力损失角度：张拉控制应力应尽量定高些，以提高抗裂性，减少钢筋用量。定高了可能会被拉断，张拉控制应力越大应力损失越大。结构性能角度：高应力状态可能使构件出现纵向裂缝，并且过高的应力也降低了构件的延性。scon不宜过高，也不宜过低。二、张拉控制应力的取值要求精轧螺纹钢筋：一般具有较明显的屈服台阶，塑性性能较好，定高一些。钢丝、钢绞线：无明显的屈服台阶，塑性性能差，定低一些。二、张拉控制应力的取值要求

在工程需要采用超张拉工艺施工的钢筋，可以适当提高张拉控制应力：对于钢丝、钢绞线对于精轧螺纹钢筋小结1.张拉控制应力的概念预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。2.张拉控制应力的取值要求未超张拉超张拉思考题在哪些情况下，需要采用超张拉工艺？钢筋预应力损失的估算><教学01影响预应力损失的因素02各因素下预应力损失的特点目标影响预应力损失的因素01一、影响预应力损失的因素设计预应力混凝土受弯构件时，需要事先根据承受外荷载的情况，估算其预加应力的大小。由于施工因素、材料性能和环境条件等的影响，钢筋中的预拉应力会逐渐减小。这种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称为预应力损失。设计中所需的钢筋预应力值，应是扣除相应阶段的应力损失后，钢筋中实际存余的预应力(有效预应力值）。

一、影响预应力损失的因素公路桥梁预应力混凝土构件设计中需考虑的钢筋预应力损失为：

（1）预应力筋与管道壁之间的摩擦引起的应力损失；（2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失；（3）钢筋与台座间的温差引起的应力损失；（4）混凝土弹性压缩引起的应力损失；（5）钢筋松弛引起的应力损失；（6）混凝土收缩和徐变引起的应力损失。各因素下预应力损失的特点02二、各因素下预应力损失的特点（1）预应力筋与管道壁之间的摩擦引起的应力损失减小措施：（1）两端张拉（2）超张拉特点：瞬间完成，没有时间效应二、各因素下预应力损失的特点（2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失（1）选用变形小的锚具和垫板（2）减少垫板数量（3）超张拉减小措施：二、各因素下预应力损失的特点（3）钢筋与台座间的温差引起的应力损失

采用二次升温的养护方法：初次升温的温度控制在20℃以内，待混凝土达到一定强度（例如7.5~10MPa）能够阻止钢筋在混凝土中自由滑移后，载将温度升至t2进行养生。减小措施：二、各因素下预应力损失的特点（4）混凝土弹性压缩引起的应力损失

概念：预应力混凝土构件受到预压应力而产生压缩变形时，则对于已张拉并锚固于该构件上的预应力钢筋来说，将产生一个与该预应力钢筋重心水平处混凝土同样大小的压缩应变ec=ep，因而也将产生预拉应力损失sl4，这就是混凝土弹性压缩损失。

发生条件：预应力损失sl4

在先张法和后张法施工的构件都存在，应力损失值与构件预加应力的方式有关。对于后张法可采用重复张拉。减小措施：二、各因素下预应力损失的特点（5）钢筋松弛引起的应力损失钢筋在一定拉应力值下，将其长度固定不变，则钢筋中的应力将随时间延长而降低，一般称这种现象为钢筋的松弛或应力松弛。（1）选用低松弛的钢筋；

（2）超张拉。减小措施典型的预应力钢筋松弛曲线二、各因素下预应力损失的特点（6）混凝土收缩和徐变引起的应力损失

混凝土收缩和混凝土徐变会使预应力混凝土构件缩短，因而将引起应力损失。

收缩与徐变的变形性能相似，影响因素也大都相同，故将混凝土收缩与徐变引起的应力损失值综合在一起进行计算。（1）提高混凝土质量；（2）增加非预应力钢筋。减小措施：小结1.影响预应力损失的因素六大因素：摩擦、预应力筋等的压缩（回缩）、温差、混凝土弹性压缩、钢筋松弛、收缩徐变。2.各因素下预应力损失的特点特点减小措施思考题预应力损失计算面临的问题？能否精确确定预应力损失？钢筋的有效预应力一、预应力损失的组合公路桥梁预应力混凝土构件设计中需考虑的钢筋预应力损失为：

（1）预应力筋与管道壁之间的摩擦引起的应力损失；（2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失；（3）钢筋与台座间的温差引起的应力损失；（4）混凝土弹性压缩引起的应力损失；（5）钢筋松弛引起的应力损失；（6）混凝土收缩和徐变引起的应力损失。一、预应力损失的组合预应力损失值的组合先张法构件后张法构件

各阶段预应力损失值的组合传力锚固时的损失（第一批）传力锚固后的损失（第二批）σl1——预应力筋与管道壁之间的摩擦引起的应力损失；σl2——锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失；σl3——钢筋与台座间的温差引起的应力损失；σl4——混凝土弹性压缩引起的应力损失；σl5——钢筋松弛引起的应力损失；σl6——混凝土收缩和徐变引起的应力损失。一、预应力损失的组合

由于施工因素、材料性能和环境条件等的影响，钢筋中的预拉应力会逐渐减小，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称为预应力损失sl。设计中所需的钢筋预应力值是扣除相应阶段的应力损失后，钢筋中实际存余的预应力值称为有效预应力spe。一、预应力损失的组合钢筋的有效预应力计算

预应力钢筋的有效预应力spe

为预应力钢筋锚下控制应力scon扣除相应阶段的应力损失sl后实际存余的预拉应力值。

预应力损失在各个阶段出现的项目是不同的，故应按受力阶段进行组合，然后才能确定不同受力阶段的有效预应力。预应力损失值sl与有效预应力spe间的关系为一、预应力损失的组合预应力损失值的组合先张法构件后张法构件

各阶段预应力损失值的组合传力锚固时的损失（第一批）传力锚固后的损失（第二批）σl1——预应力筋与管道壁之间的摩擦引起的应力损失；σl2——锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失；σl3——钢筋与台座间的温差引起的应力损失；σl4——混凝土弹性压缩引起的应力损失；σl5——钢筋松弛引起的应力损失；σl6——混凝土收缩和徐变引起的应力损失。一、预应力损失的组合有效预应力spe计算