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钢筋的预应力损失

钢筋的预应力损失

作者:admin    来源:未知    发布时间:2018-07-13 14:32    浏览量:

  钢筋中的预应力,由于施工因素、材料性能及环境条件的影响,将要引起预应力的损失。实际损失值大于或小于计算值,对预应力锚具结构的承载能力影响较小,但是影响到使用荷载下的性能(如变形、反拱、开裂荷载)和连接,在使用荷载下,过高或过低估计损失都是不利的。因此,钢筋的应力损失对正常使用极限状态计算具有重要的意义。

  考虑到影响各项预应力损失的因素十分复杂,所以《公桥规》第5. 2.5条条文说明指出,在一般情况下应根据桥梁施工的具体情况由试验确定预应力损失,当无可靠的实测资料时,才采用规范给定的数值。

  当计算构件截面应力和确定钢筋的控制应力时,应按《公桥规》规定计算下列因素引起的预应力损失值:

  1.预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失

  这里应注意三种管道成型方式中没有列入目前使用最多的金属波纹管。因此,若采用预埋波纹管成孔时,可以参考《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89)表3.4.10中的系数。

  2.由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失

  当为直线预应力钢筋时,可按《公桥规》第5.2.7条的规定计算。

  这里应注意所列的数值与国标(GBJ10--89)的规定相比较,对于锥形锚具大1mm,对于楔片式锚具((JM12锚具等)则小1mm^-2mm,并且缺少目前常用的钢绞线夹片式锚具数值。

  当为曲线形预应力钢筋时,可考虑与张拉钢筋时的摩阻力相反的摩阻作用。这里介绍三个考虑反摩阻影响的计算方法。

  ①《公桥规》条文说明中的近似计算法

  ②《公桥规》条文说明中的另一种计算法

  ③实用计算方法

  在上面的计算中,若假定正摩阻作用与反摩阻作用大小相等,方向相反;由于摩阻引起的预应力损失在长度方向是按线性变化的。

  3.先张法施工的预应力混凝土构件,当采用加热养护时,由钢筋与台座之间的温度差引起的应力损失(以M Pa计),可按《公桥规》第5.2.8条的规定计算。

  4.后张预应力混凝土构件的预应力钢筋采用分批张拉时,先张拉的钢筋由于张拉后批钢筋所产生的混凝土弹性压缩引起的应力损失,可按《公桥规》第5. 2. 9条的规定计算。

  5.由钢筋松弛引起的应力损失的终极值

  本条的条文说明指出:“规范规定的松弛损失值是沿用过去的数据,比现在实际测定的要小。所以当采用高强钢丝或钢绞线作预应力筋时,应采用实际测定的结果。”但需要指出的是,钢筋的应力松弛可能持续几十年,松弛试验是既耗时又费钱的工作。一般情况下,设计和使用者是不可能进行长期松弛试验的,正因为如此,所以许多国家及地区标准都是规定1 000h的松弛值。

  此外,本条的条文说明还指出:“为了减少松弛损失,也可采用超张拉。”但是如果采用经稳定化处理的低松弛钢绞线可不进行超张拉。自从1984年天津钢厂引进低松弛预应力钢丝稳定化生产线、1987年新华金属制品有限公司引进低松弛预应力钢纹线稳定化生产线以来,国内目前已普遍采用低松弛预应力钢筋。钢丝、钢绞线的“稳定化处理”工艺,其原理是使钢筋在消除应力回火(350℃~400℃)的同时,承受一定程度的张力(一般为30%-50%的破断荷载),使其在热张拉状态下产生微小应变,从而使钢筋在恒力作用下抵抗位错转移的能力得到提高,宏观上表现为钢筋的弹性极限显著提高,应力松弛大大降低。据新华金属制品有限公司的资料介绍,钢绞线捻制后立即进行连续的稳定化处理,加热下钢纹线的强度只有常温下的52%~60%,因此稳定化时所加的张力相当于其加热状态下强度的73%-85%,也就是说低松弛钢纹线实际上在生产过程中已经进行了超张拉。再据美国的普林斯顿·新泽西所编的《测试七丝预应力钢绞线的方法》介绍,在环境温度20℃,预应力锚具张力为最小极限的80%时,对低松弛钢纹线所做的试验表明,松弛在30min仅产生0.5%。所以说对经过稳定化处理的低松弛预应力钢筋,短时间的超张拉并不能明显减少松弛损失。采用这类钢筋时,可不再采用超张拉来减少钢筋的松弛损失。

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