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第四节 预应力混凝土结构的基本知识 4.2预应力混凝土的材料及锚夹工具 预应力混凝土的材料及锚夹工具 预应力损失 4.3预应力损失 ◆ 预应力筋张拉后，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上原因，预应力筋中应力会从scon逐步减少，并经过相当长的时间才会最终稳定下来，这种应力降低现象称为预应力损失。 ◆ 由于最终稳定后的应力值才对构件产生实际的预应力效果。因此，预应力损失是预应力混凝土结构设计和施工中的一个关键的问题。 ◆ 过高或过低估计预应力损失，都会对结构的使用性能产生不利影响。 由于预应力的通过张拉预应力筋得到，凡是能使预应力筋产生缩短的因素，都将引起预应力损失，主要有： ◆ 锚固损失：锚具变形引起预应力筋的回缩、滑移。 ◆ 摩擦损失：在预应力筋张拉过程中，后张法预应力筋与孔道壁之间的摩擦，先张法预应力筋与锚具之间以及折点处的摩擦，也会使张拉应力造成损失。 ◆ 混凝土的收缩和徐变引起的损失。 ◆ 松弛损失：长度不变的预应力筋，在高应力的长期作用下会产生松弛，会引起预应力损失。 ◆ 温差损失：先张法中的热养护引起的温差损失。 ◆ 弹性压缩损失：混凝土弹性压缩，后张法中后拉束对先张拉束造成的压缩变形而产生分批张拉损失等。 （1）锚固损失sl1 预应力筋张拉后锚固时，由于锚具受力后变形、垫板缝隙的挤紧以及钢筋在锚具种的内缩引起的预应力损失记为sl1。 对直线预应力筋， （2）摩擦损失sl2 摩擦损失是指在后张法张拉钢筋时，由于预应力筋与周围接触的混凝土或套管之间存在摩擦，引起预应力筋应力随距张拉端距离的增加而逐渐减少的现象。 直线预应力筋 曲线预应力筋 (3)热养护损失sl3 为缩短先张法构件的生产周期，常采用蒸汽养护加快混凝土的凝结硬化。 升温时，新浇混凝土尚未结硬，钢筋受热膨胀，但张拉预应力筋的台座是固定不动的，亦即钢筋长度不变，因此预应力筋中的应力随温度的增高而降低，产生预应力损失sl3。 降温时，混凝土达到了一定的强度，与预应力筋之间已具有粘结作用，两者共同回缩，已产生预应力损失sl3无法恢复。 设养护升温后，预应力筋与台座的温差为D t ℃，取钢筋的温度膨胀系数为1×10-5/℃，则有， * 4.1预应力混凝土的概念及优缺点 （1）钢筋混凝土的缺欠 跨度为5.2m的简支梁，截面尺寸为200×450mm2，作用均布活荷载标准值qk=10kN/m，均布恒荷载gk=5kN/m。 ★ 产生上述问题原因主要是因为混凝土的抗拉强度太低，导致受拉区混凝土过早开裂，截面抗弯刚度显著降低。 ★ 钢筋混凝土梁应用于大跨度结构时，如为增加刚度而加大截面尺寸，会导致自重进一步增大，形成恶性循环。 ★ 如增加钢筋来提高刚度，则钢材的强度得不到充分利用，造成浪费。 ★ 采用高强钢筋，按正截面承载力要求可减少配筋，截面抗弯刚度基本与配筋面积成比例降低，故挠度变形控制难以满足。 ★ 裂缝宽度与钢筋应力基本成正比，一般Ms=(0.6~0.8)My，如配筋按正截面承载力计算，Ms下sss=(0.5~0.7)fy。对于Ⅱ级钢筋，fy =300MPa，sss=150~210MPa，裂缝宽度已达(0.15~ 0.25) mm。如采用Ⅵ级高强钢筋，fy=580MPa，则sss= 290 ~406 MPa，裂缝宽度已远远超过容许限值。 (2)预应力的基本概念 由于预加应力spc较大，受拉边缘仍处于受压状态，不会出现开裂； 受拉边缘应力虽然受拉，但拉应力小于混凝土的抗拉强度，一般不会出现开裂； 受拉边缘应力超过混凝土的抗拉强度，虽然会产生裂缝，但比钢筋混凝土构件（Np =0）的开裂明显推迟，裂缝宽度也显著减小。 （3）分类 按预加应力的方法分为：先张法预应力混凝土、后张法预应力混凝土 按预加应力的程度分为：全预应力混凝土、有限预应力混凝土、部分预应力混凝土 按预应力钢筋与混凝土的粘接状况分为：有粘接预应力混凝土、无粘接预应力混凝土 （4）优缺点 ①增强结构的抗裂性和抗渗性。 ②改善了结构的耐久性能 ③提高了结构的刚度，减小了结构的变形 ④提高了结构的抗疲劳承载能力 ⑤减轻了自重，提高了结构的稳定性 ⑥合理利用了高强度材料 ⑦提高了工程质量 ⑧ 可作为结构的拼装方法和加固措施 （1）预应力钢筋 ◆ 预应力钢筋的强度越高越好。 ◆ 而且在预应力混凝土制作和使用过程中，由于种种原因，预应力筋中预先施加的张拉应力会产生损失，因此，为使得扣除应力损失后仍具有较高的张拉应力，也必须使用高强钢筋（丝）作预应力筋。 ◆ 为避免在超载情况下发生脆性破断，预应力筋还必须具有一定的塑性。同时还要求具有良好的加工性能，以满