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摘 要:众所周知,预应力钢筋张拉到控制应力σcon而锚固后,由于种种原因(比如施工工艺,原材料选用不同等),预应力钢筋的预应力值会降低而损失,只有通过各阶段损失的分析,重新组合扣除全部损失后,才能保留适当的有效应力.
关键词:预应力钢筋 预应力损失 控制应力 有效应力
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(c)-0044-01
所谓预应力混凝土结构,就是在构件承受外荷载之前,对混凝土预先施加压力,使构件截面中产生压应力,使之可以抵消由于外荷载产生的全部或部分拉应力.这样,预压应力与外荷载引起的应力叠加后,可使结构不出现拉应力,或出现很小的拉应力而不致开裂,或虽开裂而宽度甚小,这就是预应力的基本原理.
预应力钢筋张拉到控制应力σcon而锚固后,由于一些原因预应力钢筋的预应力值尚会降低,这种现象称为预应力损失.经过各项损失后,预应力钢筋的预应力值才是有效的预应力.预应力钢筋的预应力损失主要有以下几方面.
1.由于张拉端锚具变形和钢筋内缩的损失σ11
这项损失发生在预应力钢筋张拉完毕并用锚具加以锚固后拆除张拉设备那一时刻,因拆除张拉设备后预应力钢筋立即回缩,使锚具受到压缩而变形,钢筋随之缩短而造成预应力损失.锚具变形包括锚具材料变形、锚具各组成部件之间的相对滑移、螺帽与垫板间以及垫板与垫板之间的压实变形等.这项损失仅对张拉端锚具考虑,固定端锚具变形发生在张拉过程中预应力钢筋应力到达σcon之前,因为不会造成张拉控制应力σcon值的降低.这项损失,对于先张法以及后张法构件均需考虑.
预应力筋:预应力钢筋混凝土库壁如何施工
为了减少σ11值,应选择有效而可靠的锚具,并减少垫板的块数.当预应力钢筋的长度越大,则σ11值越小,对于先张法长线台座生产这项损失就很小.
2.由于预应力钢筋与孔道壁之间摩擦的损失σ12
这项损失发生在预应力钢筋张拉过程中,由于钢筋与孔道壁之间的摩擦而引起.控制应力是在张拉端测定的,此处预应力最大,自张拉端向内,因摩擦力逐渐积累,钢筋的预应力逐渐减少.仅后张法构件有这项损失.
为了减小摩擦损失σ12,在设计时宜尽量减少曲线配筋,预留孔道直径应比预应力筋直径大10～15mm,并在孔道转弯处采取一定措施,以减少摩擦影响.在施工时,对于曲线配筋构件或长度≥20m的直线配筋构件,宜采用一端张拉另一端补拉,或两端同时张拉或超张拉,以减少摩擦损失.
3.由于预应力钢筋与台座间温差的损失σ13
先张法在台座上张拉钢筋及制作构件时,常采用蒸汽养护加速构件的制作过程.在加温过程中,预应力钢筋温度升高,但台座与大地相接,温度基本不变,于是预应力钢筋与台座间形成温差.
4.由于预应力钢筋的应力松弛的损失σ14
预应力钢筋中存在着较高的拉应力,在其长度不变的情况下,钢筋的拉应力将随时间的增长而减小,到达一定程度后即趋于稳定,应力不再降低.这种钢筋长度不变而应力降低的现象,称为应力松弛.这项预应力损失,对于先张法构件以及后张法构件都有.当为先张法构件时,预应力钢筋张拉而锚固于构件上后,预应力钢筋随即发生应力松弛,构件支撑后预应力钢筋依靠粘结力锚固于构件上后,亦继续有一定的应力松弛.对于后张法构件,自钢筋张拉而锚固在构件上以后,钢筋中的应力亦会松弛.
试验研究表明,应力松弛的发展过程具有下述特点.钢筋张拉后的第一个小时内,松弛损失可达全部松弛损失50%左右.而前两分钟内可完成其中的大部分,24小时后可达80%左右,以后发展逐渐缓慢,约一个月后接近稳定.因此,可以采用超张拉的办法减小松弛损失.主要就是先超过规定的控制应力σcon而张拉,使钢筋暂时处于更高的应力状态,这样松弛损失的总值就大,其次持荷两分钟,使相当一部分的应力松弛预先发生,即发生在预应力钢筋锚固之前,最后使钢筋应力为σcon,并将钢筋锚固.这样钢筋锚固后,松弛损失的总值就减小了.
从实验资料可知,钢绞线的松弛率远大于单根钢丝的松弛率,这是因为钢绞线除应力松弛外尚有构造松弛.为了减少钢绞线的构造变形和应力松弛的损失,钢绞线在张拉前,需经预拉,预拉应力值可采用钢绞线抗拉强度的85%,拉至规定应力后,应保持5-10分钟,然后再予以放松.
5.由于混凝土的收缩和徐变的损失σ15
混凝土在凝结过程中的收缩以及在预应压力作用下的徐变,都会使构件缩短,预应力钢筋受到压缩,从而钢筋中的拉应力有所降低.
混凝土收缩的发展过程是初期快而后期慢,要持续若干年.收缩值的大小与水灰比和水泥用量有关,也与环境的湿度有关.混凝土总的收缩应变一般在0.0002-0.0005之间.对于先张法构件,在从台座上或钢模上放松预应力钢筋以前,混凝土的收缩已发生相当一部分,而对于后张法构件,在张拉及锚固预应力钢筋以前,混凝土的收缩已发生相当大一部分,因此收缩损失还要小.
混凝土收缩和徐变所引起的预应力损失,其值较大,在总损失中占相当比例.为了减少这项损失,施加预应力时,混凝土立方体抗压强度f′cu不宜低于设计的混凝土强度等级的75%.
还可采取下述一些措施以减少这项损失,采用高标号水泥,减少水泥用量,减小水灰比,采用干硬性混凝土,采用级配好的骨料,加强振捣,加强养护.
预应力损失的分阶段组合:
预应力混凝土构件的计算,一般须考虑三个阶段:制作、运输吊装和使用阶段.每个阶段的计算,所应考虑的预应力的损失值不同.于是将预应力损失分为两批,第一批为混凝土预压前的损失,第二批为混凝土预压后的损失.按制作和运输吊装阶段计算预应力混凝土构件时,只考虑第一批损失,按使用阶段计算构件时,两批损失都考虑.
如表1所示.
对于后张法构件,预应力损失σ12是由于预应力钢筋与孔道壁之间摩擦所引起的损失,对于先张法构件,预应力损失σ12是由于预应力钢筋在转向装置处的摩擦所引起.
对于先张法构件,预应力钢筋的松弛度损失归属第一批损失.实际上,预应力钢筋被放松而混凝土受到预压后,松弛损失还继续发生,所以松弛损失总值σ14在混凝土预压前及预压后各发生一部分.
总之,影响预应力损失值的因素颇多,情况复杂,难以很准确的求得其数值.因此为了安全可靠起见,对损失总值做了最低限制的规定.当计算求得的预应力总损失值小于下列数值时,可按下列数值取用.先张法构件100N/mm2,后张法构件80N/mm2.可以看出,损失总值是比较大的.所以预应力钢筋应采用较高强度或高强度的钢筋,采用可能的较大控制应力,这样扣除全部损失后,才能保留适当的有效预应力.
总结：本论文可用于预应力钢筋论文范文参考下载，预应力钢筋相关论文写作参考研究。
预应力筋引用文献:
[1] 预应力论文如何怎么撰写 钢筋混凝土结构和预应力方面有关论文参考文献范文2000字
[2] 预应力混凝土结构专业论文题目 预应力混凝土结构论文题目选什么比较好
[3] 预应力施工方向论文选题 预应力施工论文题目哪个好
