預應力混凝土受彎構件的設計與計算

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1、第13章預應力混凝土受彎構件的設計與計算1、何謂預應力損失？何謂張拉控制應力？答：設計預應力混凝土受彎構件時，需要事先根據(jù)承受外荷載的情況，估定其預加應力的大小。由于施工因素、材料性能和環(huán)境條件等的影響，鋼筋中的預拉應力會逐漸減少.這種預應力鋼筋的預應力隨著張拉、錨固過程和時間推移而降低的現(xiàn)象稱為預應力損失。張拉控制應力是指預應力鋼筋錨固前張拉鋼筋的千斤頂所顯示的總拉力除以預應力鋼筋截面積所求得的鋼筋應力值。對于有錨圈口摩阻損失的錨具，應為扣除錨圈口摩擦損失后的錨下拉應力值，故《公路橋規(guī)》特別指出，為張拉鋼筋的錨下控制應力。2、《公路橋規(guī)》中考慮的預應力損失主要有哪些？引起各

2、項預應力損失的主要原因是什么？如何減小各項預應力損失？答：（1）預應力筋與管道壁間摩擦引起的應力損失（）：后張法的預應力筋，一般由直線段和曲線段組成。張拉時，預應力筋將沿管道壁滑移而產(chǎn)生摩擦力，使鋼筋中的預拉應力形成張拉端高，向構件跨中方向逐漸減小的情況。鋼筋在任意兩個截面間的應力差值，就是這兩個截面間由摩擦所引起的預應力損失值。從張拉端至計算截面的摩擦應力損失值以表示。摩擦損失主要由管道的彎曲和管道位置偏差引起的。對于直線管道，由于施工中位置偏差和孔壁不光滑等原因，在鋼筋張拉時，局部孔壁也將與鋼筋接觸從而引起摩擦損失，一般稱為管道偏差影響摩擦損失，其數(shù)值較小，對于彎曲部分的

3、管道，除存在上述管道偏差影響之外，還存在因管道彎轉，預應力筋對彎道內壁的徑向壓力所起的摩擦損失，將此稱為彎道影響摩擦損失，其數(shù)值較大，并隨鋼筋彎曲角度之和的增加而增加。曲線部分摩擦損失是由以上兩部分影響構成的，要比直線部分摩擦損失大得多。為減少摩擦損失，一般可采用如下措施：①采用兩端張拉，以減小值以及管道長度值。②采用超張拉。對于后張法預應力鋼筋，其張拉工藝按下列要求進行：對于鋼絞線束：0→初應力（0.1—0.15左右）→1.05（持荷2min）→（錨固）。對于鋼絲束：0→初應力（0.1—0.15左右）→1.05（持荷2min）→0→（錨固）。（2）錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓

4、縮引起的應力損失（）：后張法構件，當張拉結束并進行錨固時，錨具將受到巨大的壓力并使錨具自身以及錨下墊板壓密而變形，同時有些錨具的預應力鋼筋還要向內回縮，此外，拼裝式構件的接縫，在錨固后也將繼續(xù)被壓密變形，所有這些變形都將使錨固后的預應力鋼筋放松，因而引起應力損失。其值用表示。3減小值的方法：①采用超張拉。②注意選用值小的錨具，對于短小構件尤為重要。（3）鋼筋與臺座間的溫差引起的應力損失（）：此項應力損失，僅在先張法構件采用蒸汽或者其他加熱方法養(yǎng)護混凝土時才予以考慮。假設張拉時鋼筋與臺座的溫度均為，混凝土加熱養(yǎng)護時的最高溫度為，此時鋼筋尚未與混凝土粘結，溫度由升為后鋼筋可在混凝

5、土中自由變形，產(chǎn)生了一溫差變形，即。如果在對構件加熱養(yǎng)護時，臺座長度也能因升溫而相應地伸長一個，則錨固于臺座上的預應力鋼筋的拉應力將保持不變，仍與升溫之前的拉應力相同。但是，張拉臺座一般埋置于土中，其長度并不會因對構件加熱而伸長，保持原長不變，并約束預應力鋼筋的伸長，這就相當于將預應力鋼筋壓縮了一個長度，使其應力下降。當停止升溫養(yǎng)護時，混凝土已與鋼筋粘結在一起，鋼筋和混凝土將同時隨溫度變化而共同伸縮，因養(yǎng)護升溫所降低的應力已不可恢復，于是形成溫差應力損失，即。取預應力鋼筋的彈性模量。為了減小溫差應力損失，一般可采用二次升溫的養(yǎng)護方法，即第一次由常溫升溫至進行養(yǎng)護。初次升溫的溫

6、度一般控制在20度以內，待混凝土達到一定強度能夠阻止鋼筋在混凝土中自由滑移后，再將溫度升至進行養(yǎng)護。此時，鋼筋將和混凝土一起變形，不會因第二次升溫而引起應力損失，故計算的溫差只是,比小很多，所以也小多了。如果張拉臺座與被養(yǎng)護構件是共同受熱、共同變形時，則不應計入此項應力損失。（4）混凝土彈性壓縮引起的應力損失（）：當預應力混凝土構件受到預壓應力而產(chǎn)生壓縮變形時，則對于已張拉并錨固于該構件上的預應力鋼筋來說，將產(chǎn)生一個與該預應力鋼筋重心水平處混凝土同樣大小的壓縮應變，因而也將產(chǎn)生預拉應力損失，這就是混凝土彈性壓縮損失，它與構件預加應力的方式有關。（5）鋼筋松弛引起的應力損失（3

7、）：與混凝土一樣，鋼筋在持久不變的應力作用下，也會產(chǎn)生隨持續(xù)加荷時間延長而增加的徐變變形（又稱蠕變）。如果鋼筋在一定拉應力值下，將其長度固定不變，則鋼筋中的應力將隨時間延長而降低，一般稱這種現(xiàn)象為鋼筋的松弛或者應力松弛。（6）混凝土收縮和徐變引起的應力損失（）：混凝土收縮、徐變會使預應力混凝土構件縮短，因而引起應力損失。收縮與徐變的變形性能相似，影響因素也大都相同，故將混凝土收縮與徐變引起的應力損失值綜合在一起進行計算。3、何謂預應力鋼筋的有效預應力？對先張法、后張法構件，期各階段的預應力損失應如何組合