現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)第1頁/共45頁3.1施加預(yù)應(yīng)力的方法2.后張法━━先澆注構(gòu)件混凝土，達(dá)到一定強(qiáng)度后直接在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力筋的施工方法。⑴有粘結(jié)施工混凝土構(gòu)件中預(yù)留孔道→孔道中穿入預(yù)應(yīng)力筋→混凝土達(dá)到強(qiáng)度→張拉錨固→孔道灌漿便于現(xiàn)場施工，大型構(gòu)件或結(jié)構(gòu)，適用曲線形筋孔道灌漿質(zhì)量不易保證→→耐久性問題第2頁/共45頁3.1施加預(yù)應(yīng)力的方法⑵無粘結(jié)施工在構(gòu)件中預(yù)埋無粘結(jié)筋→混凝土達(dá)到強(qiáng)度、張拉錨固不需孔道灌漿，施工簡便，耐久性得到保證端部錨具尤為重要，一旦失效后果嚴(yán)重第3頁/共45頁3.1施加預(yù)應(yīng)力的方法⑶體外配筋在構(gòu)件端部設(shè)承力端塊錨固體外筋，中間設(shè)轉(zhuǎn)向裝置改變力筋形狀便于檢查、更換預(yù)應(yīng)力筋橋梁，鋼結(jié)構(gòu)，加固應(yīng)用較多第4頁/共45頁3.2張拉控制應(yīng)力σcon為充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力優(yōu)勢、減小預(yù)應(yīng)力損失影響，σcon宜盡可能高σcon過高：預(yù)應(yīng)力筋非彈性變形加大，有斷裂可能 Mcr與Mu接近，延性降低σcon限值：鋼絞線σcon

≤0.75fptk，其它見規(guī)范

σcon

≥0.4fptk特殊情況σcon可提高0.05fptk

——抵消預(yù)應(yīng)力損失；對受壓區(qū)中的；第5頁/共45頁3.3預(yù)應(yīng)力損失3.3.1概述預(yù)應(yīng)力損失━━在構(gòu)件的施工及使用過程中，預(yù)應(yīng)力由于張拉工藝和材料特性等原因而不斷降低的現(xiàn)象預(yù)應(yīng)力損失的正確估計（計算）對構(gòu)件使用性能影響甚大

估計過大→要增加預(yù)應(yīng)力→可能反拱過大

估計過小→要減小預(yù)應(yīng)力→可能過早開裂第6頁/共45頁3.3.1概述按時間分類⑴

瞬時損失━施加預(yù)應(yīng)力時在短時間內(nèi)完成的損失

（錨具變形和力筋回縮、摩阻、溫差損失）⑵長期損失━材料的時間效應(yīng)引起的損失

（應(yīng)力松弛、混凝土收縮徐變，局部擠壓）第7頁/共45頁3.3.2預(yù)應(yīng)力損失計算1.摩擦損失⑴后張法中力筋與孔道壁之間的摩擦引起損失距離張拉端越遠(yuǎn)，損失越大，

與實際有效預(yù)應(yīng)力分布為曲線第8頁/共45頁⑴后張法中力筋與孔道壁之間的摩擦引起損失曲線預(yù)應(yīng)力筋與孔道間的法向正壓力引起的

由圖b，取一微段，其上法向正壓力為：設(shè)摩擦系數(shù)μ，則dx微段上產(chǎn)生的摩阻力:第9頁/共45頁孔道壁凹凸、局部偏差引起的設(shè)每ｍ長度局部偏差影響系數(shù)，則dx微段上產(chǎn)生的摩阻力類似有:兩部分相加，并從張拉端到計算截面B進(jìn)行積分：)(000021)()(0kxBBnNNxeNNkxNNldxkdNdNkdxdNdNdNdNB+-=+-=--=+-=+=òòòmqqmqqmqm第10頁/共45頁⑴后張法中力筋與孔道壁之間的摩擦引起損失從張拉端到B截面的張拉力損失：則預(yù)應(yīng)力損失：曲線轉(zhuǎn)角的近似計算曲線較平緩，近似用圓弧線代替，則A~B的轉(zhuǎn)角（圓心角）：第11頁/共45頁⑴后張法中力筋與孔道壁之間的摩擦引起損失∵θ

甚小→

∴→

式中：y━曲線的垂度

第12頁/共45頁減小摩擦損失的措施：塑料波紋管、兩端張拉、超張拉減小

的措施：①采用塑料波紋管以減小

μ

及

k值②兩端張拉③超張拉當(dāng)

第13頁/共45頁1.摩擦損失⑵

預(yù)應(yīng)力筋在轉(zhuǎn)向塊或錨口處的摩擦損失按實際情況確定

第14頁/共45頁3.3.2預(yù)應(yīng)力損失計算2.錨具變形、力筋回縮及接縫引起的損失 ⑴直線筋

第15頁/共45頁2.錨具變形、力筋回縮及接縫引起的損失⑵曲線筋①單跨、力筋為一段全拋物線型，一端張拉

錨固時，預(yù)應(yīng)力筋因錨固變形和力筋回縮產(chǎn)生的縮短受到孔道反向摩阻，隨距張拉端越遠(yuǎn)，其值越小，當(dāng)距張拉端處，值等于反向摩阻引起的力筋變形增量值

━反向摩擦影響長度假定：●較小

●正反摩系數(shù)相等，且具對稱性

●力筋應(yīng)力變化為直線變化為應(yīng)力分布圖斜率第16頁/共45頁

曲線筋、分布示意圖

第17頁/共45頁2.錨具變形、力筋回縮及接縫引起的損失則張拉端：

等于力筋變形增量：所以：

第18頁/共45頁②力筋為：水平段+正反兩段拋物線型（常見梁）

第19頁/共45頁②力筋為：水平段+正反兩段拋物線型

由圖：第20頁/共45頁②力筋為：水平段+正反兩段拋物線型陰影總面積： ……⑴同理：

……⑵所以：

第21頁/共45頁②力筋為：水平段+正反兩段拋物線型當(dāng)≤時當(dāng)＞時第22頁/共45頁②力筋為：水平段+正反兩段拋物線型總結(jié)：離張拉端越遠(yuǎn)，越大離張拉端越遠(yuǎn)，

越小減小的方法：超張拉第23頁/共45頁3.3.2預(yù)應(yīng)力損失計算3.先張法溫差引起的損失

第24頁/共45頁3.先張法溫差引起的損失減少的措施

⑴兩次升溫養(yǎng)護(hù)：常溫養(yǎng)護(hù)━━━━━━→升溫至規(guī)定養(yǎng)護(hù)溫度

⑵在鋼模（臺座）上張拉力筋。

混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度、粘結(jié)第25頁/共45頁3.3.2預(yù)應(yīng)力損失計算4.預(yù)應(yīng)力筋松弛引起的損失鋼筋的應(yīng)力松弛和徐變現(xiàn)象

應(yīng)力松弛：鋼筋長度保持不變，應(yīng)力隨時間增長而降低

徐變：鋼筋應(yīng)力保持不變，應(yīng)變隨時間增長而增大兩種現(xiàn)象均將引起力筋中的應(yīng)力損失→松弛損失

第26頁/共45頁4.預(yù)應(yīng)力筋松弛引起的損失松弛損失的計算⑴普通松弛鋼筋一次張拉超張拉⑵低松弛鋼筋

第27頁/共45頁4.預(yù)應(yīng)力筋松弛引起的損失影響應(yīng)力松弛的因素：⑴時間：先快后慢，1小時達(dá)到50%左右，24h達(dá)80%⑵鋼筋品種：熱處理鋼筋小于鋼絲、鋼絞線⑶張拉：應(yīng)力高，松弛大減少的措施：超張拉:1.05~1.1

→持荷2~5min→錨固或卸至錨固第28頁/共45頁3.3.2預(yù)應(yīng)力損失計算5.混凝土收縮徐變引起的損失⑴概述產(chǎn)生的原因：混凝土結(jié)硬體積收縮，混凝土在預(yù)壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生徐變→構(gòu)件縮短，力筋彈性變形恢復(fù)部分，應(yīng)力降低第29頁/共45頁5.混凝土收縮徐變引起的損失長期損失的復(fù)雜性①影響因素的效應(yīng)在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的全部工作時間內(nèi)各不相同②混凝土收縮、徐變效應(yīng)與力筋松弛效應(yīng)相互影響：☆混凝土收縮、徐變使力筋應(yīng)力降低→力筋松弛減小☆力筋松弛使力筋應(yīng)力變化→影響混凝土徐變③加荷應(yīng)力水平、環(huán)境、加荷齡期、材料變異均對

產(chǎn)生影響第30頁/共45頁5.混凝土收縮徐變引起的損失長期損失的復(fù)雜性④混合配筋或組合截面的內(nèi)力重分布影響：☆普通鋼筋或型鋼阻礙混凝土的收縮和徐變，使混凝土受

拉→抵消了部分混凝土的預(yù)壓應(yīng)力；而普通鋼筋進(jìn)一步受壓☆混凝土的收縮和徐變受到阻礙→力筋預(yù)應(yīng)力損失減小⑤難以準(zhǔn)確確定任一時間段的應(yīng)力損失和影響因素。第31頁/共45頁5.混凝土收縮徐變引起的損失⑵規(guī)范GB50010-2002的計算公式先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件第32頁/共45頁5.混凝土收縮徐變引起的損失計算時：☆僅考慮第一批損失，即取力筋預(yù)拉力為:☆可以考慮自重的影響（自重拉應(yīng)力抵消了部分預(yù)壓應(yīng)力）☆控制☆平均相對濕度<40%的條件時，計算結(jié)果增加30%重要結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）可以考慮與時間相關(guān)進(jìn)行計算（參考規(guī)范附錄）第33頁/共45頁5.混凝土收縮徐變引起的損失⑶減小

的措施：減少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土采用級配好的骨料，振搗密實加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)第34頁/共45頁3.3.2預(yù)應(yīng)力損失計算6.螺旋式預(yù)應(yīng)力筋對環(huán)形構(gòu)件的局部擠壓造成的損失環(huán)形構(gòu)件直徑越小，擠壓力越大→越大?！禛B50010-2002》：第35頁/共45頁3.3.2預(yù)應(yīng)力損失計算7.分批張拉時混凝土彈性壓縮引起的損失《公路橋規(guī)》：

式中，━━后批張拉在先批張拉力筋重心處產(chǎn)生

的混凝土法向應(yīng)力增量第36頁/共45頁3.3.3預(yù)應(yīng)力損失值的組合目的：設(shè)計劃分施工階段和使用階段計算需要《GB50010-2002》組合表：預(yù)應(yīng)力損失值組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件混凝土預(yù)壓前（第一批）損失混凝土預(yù)壓后（第二批）損失第37頁/共45頁3.3.3預(yù)應(yīng)力損失值的組合先張法構(gòu)件可按實際情況在第一批和第二批中劃分彈性壓縮損失

在截面計算時考慮損失批次：先張法以放張前后劃分后張法以張拉錨固好前后劃分第38頁/共45頁3.3.4關(guān)于預(yù)應(yīng)力損失計算的討論1.預(yù)應(yīng)力損失大小對構(gòu)件使用階段性能有較大影響，但對構(gòu)件極限承載力的影響較小2.影響預(yù)應(yīng)力損失的因素眾多，且有相互交叉影響，要精確計算是困難的，如長期損失3.對大多數(shù)一般構(gòu)件，精確計算并非必要，在設(shè)計中往往需要先估算預(yù)應(yīng)力的總損失值第39頁/共45頁3.3.4關(guān)于預(yù)應(yīng)力損失計算的討論預(yù)應(yīng)力總損失值美國公路橋梁規(guī)范（AASHTO）預(yù)應(yīng)力筋種類總損失值（MPa）=27.6/MPa=34.5/MPa先張法鋼絞線━310后張法鋼絞線或鋼絲221228粗鋼筋152159第40頁/共45頁3.3.4關(guān)于預(yù)應(yīng)力損失計算的