预应力计算及预应力损失σl估算.pptx
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1、规定:对于钢丝、钢绞线:con0.75fpk对于精轧螺纹钢筋:con0.90 fpk 在实际工程中,对于仅需要在短时间内保持高应 力的钢筋,可以适当提高张拉应力:对于钢丝、钢绞线:con0.8fpk对于精轧螺纹钢筋:con0.95 fpk13.3.2钢筋预应力损失值的估算按时间顺序和产生原因分为:预应力钢筋与管道壁间摩擦引起的应力损失l1;锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 l2;第1页/共33页钢筋与台座间的温差引起的损失l3;混凝土弹性压缩所引起的应力损失l4;钢筋松驰引起的应力损失l5;混凝土的收缩和徐变引起的应力损失l61)预应力钢筋与管道间的摩擦引起的应力损失l1 (1)概念
2、:后张法中,预应力钢筋与管道壁之间产 生的摩擦损失,以致预应力钢筋截面的应力距张 拉端的距离的增加而减小,此应力损失即为 l1,由两部分组成:一是弯道影响引起的摩擦 力;二是管道偏差影响引起的摩擦力力;三是弯 道部分的总摩擦力;四是钢筋计算截面处因摩擦 力引起的应力损失值第2页/共33页第3页/共33页(2)计算公式式中con锚下张拉控制应力,Ncon为钢筋 锚下张拉控制力;Ap预应力钢筋的截面面积;从张拉端至计算截面间曲线管道平面曲线的 夹角图13-8a)之和,按绝对值累加,单位以弧度 计,如管道在竖平面和水平面内同时弯曲时,则 应为双向弯曲夹角之和。第4页/共33页x以张拉端至计算截面间,
3、管道长度在纵轴上的 投影长,或为三维空间曲线管道的长度,以m计;钢筋与管道之摩擦系数,见附表2-5k管道每米长度的局部偏差对摩擦的影响系数按 附表2-5H,v分别为在同段管道水平面内的弯曲角与 竖向平面内的弯曲角;3)减小此项损失的措施两端张拉,减小及x超张拉 对于钢绞线束(少):第5页/共33页0初应力(0.10.15con左右)1.05con(持荷2min)con(锚固)对于钢丝束0初应力(0.10.15con左右)1.05con(持荷2min)0con(锚固)2)锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 l2(1)概念:在张拉预应力钢筋达到控制应力con后,便将预筋锚固在台座或构件上。
4、由于锚具垫板和构件之间的缝隙被压紧和压缩,以及预应力钢筋在锚具中的滑动,造成预应力钢筋回缩而产生的损失第6页/共33页(2)计算公式式中 l张拉端锚具变形、钢筋回缩和接缝压 缩值之和(mm),可根据实验确定,当无可靠 资料时,按附表2-6采用;l张拉端至锚固之间的距离(以mm计)Ep预应力钢筋的弹性模量如考虑张拉钢筋的反摩作用,图13-9。由于锚具变形等引起的钢筋回缩,产生预应力损失。这一损失在张拉端较大,由于反摩擦作用,离张拉端越远损第7页/共33页失越小,到达一定的长度,l2为零,这一长度为钢筋回缩的影响长度s。l2分布情况可假定与张拉时的摩擦作用相同,计算公式如下:从张拉端a至c的范围为
5、回缩影响区,总回缩量第8页/共33页l应等于其影响区内各微分段dx回缩应变的累计,即:所以式中 为图形ABCBA,即图形ABca面积的两倍。根据已知的值 ,用试算法确定一个等于的面积ABca,即求得回缩影响长度ac。在回缩影响长度ac内,任一截面处的锚具变形损失为以ac为基线的向上垂直距离的两倍。例如,b截面处的锚具变形损失第9页/共33页公路桥规附录D中推荐一种简化计算方法,图13-10。直线caa的斜率为:式中:d,单位长度由管道摩擦引起的预应力损失(MPa/mm)0;张拉端锚下控制应力(MPa);l,预应力钢筋扣除沿途管道摩阻损失后锚固端的预应力(MPa);l,张拉端至锚固端之间的距离(
6、mm)第10页/共33页如图13-10中,由于直线caa和直线ea斜率相同,则cae为等腰三角形,可将底边通过高lf和 直线ca的斜率d来表示,钢筋回缩引起的张拉 端预应力损失为 第11页/共33页求得回缩影响长度后,即可按不同情况计算考虑 反摩阻后的预应力钢筋的应力损失。当lfl时,预应力钢筋离张拉端x处考虑反摩阻 后的预应力损失x(l2)可按下列公式计算:式中式中 离张拉端离张拉端x x处由锚具变形产生的考虑反摩阻后的处由锚具变形产生的考虑反摩阻后的预拉力损失;预拉力损失;张拉端由锚具变形引起的考虑反摩阻后的预应张拉端由锚具变形引起的考虑反摩阻后的预应力损失,按式;若力损失,按式;若xlx
7、lf f,则表示该截面不受锚具变形的,则表示该截面不受锚具变形的影响,即影响,即l2l2=0=0。第12页/共33页当lfl时,预应力钢筋离张拉端x处考虑反摩阻 后的预应力损失x(l2)可按下列公式计算:式中 离张拉端x处由锚具变形引起的考虑反摩阻后的预拉力损失 当lfl时,预应力钢筋考虑反摩阻后张拉端锚下的预应力损失值(3)减少锚具变形等引起的应力损失的措施超张拉选用变形值l较小的锚具第13页/共33页3)钢筋与台座间的温差引起的应力损失l3(1)概念:先张法中,对预应力混凝土构件,进行蒸汽等加热方式升温养护时,新浇的混凝土尚未硬,由于钢筋温度高于两端台座的温度,于是钢筋和混凝土同时伸长,钢
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