預應力孔道壓漿料和灌漿料預應力損失及計算方法

預應力孔道壓漿料和灌漿料預應力損失及計算方法
　　預應力損失的大小影響到已建立的預應力，當然也影響到結構的工作性能，因此，如何計算預應力損失值，是預應力孔道壓漿料和灌漿料結構設計的一個重要內容。引起預應力損失的原因很多，而且許多因素相互制約、影響，精確計算十分困難。
　　我國新的《壓漿料結構設計規范》GB50010-2002經歷四年半修訂，已順利完成。此次修訂對原規范GBJ10-89進行補充和完善，增加和改動了不少內容?，F就其中預應力損失計算部分談談自己的理解，供大家參考指正。
　　以下是由灌漿料、壓漿料廠家--武漢磊固實業有限公司（專業的武漢灌漿料、武漢壓漿料、長沙灌漿料、長沙壓漿料、合肥灌漿料、合肥壓漿料、南昌灌漿料、南昌壓漿料廠家及供應商）提供

　1.預應力損失基本計算
　　在預應力損失值的計算原則方面，各國規范基本一致，均采用分項計算然后疊加以求得總損失。全部損失由兩部分組成，即瞬時損失和長期損失。其中，瞬時損失包括摩擦損失，錨固損失（包括錨具變形和預應力筋滑移）和壓漿料以及灌漿料土彈性壓縮損失。長期損失包括混凝土的收縮，徐變和預應力鋼材的松弛等三項，它們需要經過較長時間才能完成。我國新規范采用分項計算然后按時序逐項疊加的方法。下面將分項討論引起預應力損失的原因，損失值的計算方法。
　　1.1孔道摩擦損失σl2
　　孔道摩擦損失是指預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失。包括長度效應（kx）和曲率效應（μθ）引起的損失。
　　宜按下列公式計算：σl2=σcon(1-1/ekx+μθ)當(kx+μθ)≤0.2時(原規范GBJ10-89為0.3)，σl2可按下列近似公式計算：σl2=(kx+μθ)σcon式中:X--張拉端至計算截面的孔道長度(m)，可近似取該段孔道在縱軸上的投影長度；θ--張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角(rad);K--考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數，按規范取值；μ--預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數，按規范取值。對摩擦損失計算用的K，μ值取為定值，是根據當前國內有關試驗值確定的，與原規范GBJ10-89不同，與國外相比，μ值較高，是由于鐵皮管質量不高或預壓力筋與壓漿料或灌漿料直接接觸，從而增大摩擦力的緣故。
　　1.2.更加灌漿料、壓漿料廠家武漢磊固實業有限公司在合肥地區生產的合肥灌漿料和合肥壓漿料在試驗中得到錨固損失σl1
　　錨固損失是指張拉端錨固時錨具變形和預應力鋼筋內縮引起的預應力損失.
　　1.2.1對直線預應力筋可按下列公式計算：σl1=aEs/l式中:a--張拉端錨具變形和鋼筋內縮值(mm)，按規范取值；l--張拉端至錨固端之間的距離(mm).
　　1.2.2對后張法構件預應力曲線鋼筋或折線鋼筋由于錨具變形和預應力鋼筋內縮引起的預應力損失值σl應根據預應力曲線鋼筋或折線鋼筋與孔道壁之間反向摩擦影響長度lf范圍內的預應力鋼筋變形值等于錨具變形和鋼筋內縮值的條件確定，反向摩擦系數可按規范取值。
　　1.2.2.1拋物線形預應力鋼筋可近似按圓弧形曲線預應力鋼筋考慮。當其對應的圓心角θ≤30°時(圖1)，由于錨具變形和鋼筋內縮，在反向摩擦影響長度lf范圍內的預應力損失值σl1可按下列公式計算：σl1=2σconlf(μ/rc+k)(1-x/lf)反向摩擦影響長度lf(m)可按下列公式計算：lf=√aEs/1000σcon(μ/rc+k)式中：rc--圓弧形曲線預應力鋼筋的曲率半徑(m)；μ--預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦系數，按范取值；k--考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數，按規范取值；x--張拉端至計算截面的距離(m)；a--張拉端錨具變形和鋼筋內縮值(mm)；Es--預應力鋼筋彈性模量。（提供施工一級勞務資質掛靠電話18950747502，qq1804721290）
　　1.2.2.2端部為直線(直線長度為l0)，而后由兩條圓弧形曲線(圓弧對應的圓心角θ≤30°)組成的預應力鋼筋(圖2)。由于錨具變形和鋼筋內縮，在反向摩擦影響長度lf范圍內的預應力損失值σl1可按下列公式計算當x≤l0時，σl1=2i1(l1-l0)+2i2(lf-l1)當l0<x≤l1時，σl1=2i1(l1-x)+2i2(lf-l1)當l1<x≤lf時，σl1=2i2(lf-x)反向摩擦影響長度lf(m)可按下列公式計算：lf=√aEs/1000i2-i1(l21-l20)/i2+l21i1=σa(k+μ/rc1)i2=σb(k+μ/rc2)式中:l1--預應力鋼筋張拉端起點至反彎點的水平投影長度；i1、i2--第一、二段圓弧形曲線預應力鋼筋中應力近似直線變化的斜率；rc1、rc2--第一、二段圓弧形曲線預應力鋼筋的曲率半徑；σa、σb--預應力鋼筋在a、b點的應力。
　　1.2.2.3當折線形預應力鋼筋的錨固損失消失于折點c之外時(圖.3)，由于錨具變形和鋼筋內縮，在反向摩擦影響長度lf范圍內的預應力損失值σl1可按下列公式計算：當x≤l0時，σl1=2σ1+2i1(l1-l0)+2σ2+2i2(lf-l1)；當ι0<x≤ι1時，σl1=2i1(l1-x)+2σ2+2i2(lf-l1)；當l1<X≤lf時，σl1=2i2(lf-x)，反向摩擦影響長度lf(m)可按下列公式計算：lf=√aEs/1000i2-[i1(l1-l0)2+2i1l0(l1-l0)+2σ1l0+2σ2l1]/i2+l21i1=σcon(1-μθ)k，i2=σcon[1-k(l1-l0)](1-μθ)2kσ1=σconμθσ2=σcon[1-k(l1-l0)](1-μθ)μθ式中:i1--預應力鋼筋在bc段中應力近似直線變化的斜率；i2--預應力鋼筋在折點c以外應力近似直線變化的斜率；l1--張拉端起點至預應力鋼筋折點c的水平投影長度。其中兩圓弧段組成的預應力鋼筋的σl1的計算公式和折線型預應力鋼筋的σl1的計算公式均為《灌漿料結構設計規范》GB50010-2002新增內容，大大完善了預應力損失的計算。
　　1.3.灌漿料和壓漿料加熱養護時，受張拉的鋼筋與承受拉力的設備之間的溫差損失σl3先張法構件:σl3=2ΔtΔt為灌漿料或壓漿料加熱養護時，受張拉的預應力鋼筋與承受拉力設備之間的溫差(℃)。
　　1.4.預應力鋼筋的應力松馳損失σl4
　　1.4.1預應力鋼絲、鋼絞線普通松馳：σl4=0.4ψ(σcon/fptk-0.5)σcon一次張拉ψ=1，超張拉ψ=0.9低松馳：當σcon≤0.7fptk時，σl4=0.125(σcon/fptk-0.5)σcon;當0.7fptkσcon≤0.8fptk時，σl4=0.2(σcon/fptk-0.575)σcon
　　1.4.2熱處理鋼筋一次張拉σl4=0.05σcon超張拉σl4=0.035σcon《混凝土結構設計規范》GB50010-2002中，各類冷加工鋼筋（冷拉，冷拔，冷扎，冷扭）沒有列入規范。
　　1.5壓漿料或灌漿料的收縮和徐變損失σl5（提供施工一級勞務資質掛靠電話18950747502，qq1804721290）CGM高強無收縮灌漿料或預應力孔道壓漿料收縮、徐變引起預應力鋼筋的預應力損失值σl5可按下列方法確定：先張法構件：σl5=（45+280σpc/f“cu）/(1+15ρ)后張法構件：σl5=（35+280σpc/f“cu）/(1+15ρ)式中：σpcc--在受拉區預應力鋼筋合力點處的混凝土去向壓應力；f“cu--施加預應力時的混凝土立方體抗壓強度；ρ--受拉區預應力鋼筋和非預應力鋼筋的配筋率?！痘炷两Y構設計規范》GB50010-2002中，對原規范GBJ10-89公式系數25改為35，220改為280，偏于安全；并取消關于高濕結構，σl5可以降低50%的規定，也偏于安全；有了考慮時間因素的方法，取消原規范β系數的計算公式.
　　1.6當計算求得的預應力總損失值小于下列數值時應按下列數值取用：先張法構件按100N/mm2；后張法構件80N/mm2。預應力損失計算是預應力混凝土結構設計的重要內容之一。在進行預應力混凝土結構設計的初步設計時，并不需要也無法精確計算預應力損失，只要知道預應力筋有效預應力σpe的預估值，能大制定出預應力筋和非預應力筋用量即可。在完成初步設計之后，再按預應力筋在結構構件中布置形式及預應力工藝，按分項計算法較準確的計算出應力損失，驗算結構的使用性能和承載力.按照我國規范分項計算預應力損失，計算工作量大，且非常繁復。因此，對總預應力損失進行估算和簡化計算，是合理，快捷進行預應力混凝土結構設計所迫切需要的，具有重要的工程實踐價值。

　2.根據預應力孔道壓漿料和CGM高強無收縮灌漿料廠家武漢磊固實業有限公司在武漢地區生產的武漢灌漿料和武漢壓漿料在工程上的案例來講
　　總預應力損失的近似估算自二十世紀50年代以來，對采用高強鋼絲和鋼絞線作預應力鋼筋的預應力孔道壓漿料和高強無收縮灌漿料構件，各國學者進行了大量的試驗觀測與分析，作出了預應力鋼筋總損失的近似估算值的規定。1975年美國公路橋梁規范(AASHTO)對預應力鋼筋總損失值進行了規定。預應力鋼筋種類總損失N/mm2fc’=27.6MPafc’=34.5Mpa先張鋼絞線―310后張鋼絲、鋼絞線221228鋼筋1521591976年美國后張混凝土協會(PTI)手冊對后張預應力筋近似總損失值進行了規定。預應力鋼筋鋼材總損失N/mm2板梁和肋梁應力消除的1862(MPa)級鋼絞線和1655（MPa）級綱絲207241鋼筋138172低松馳1862(MPa)級鋼絞線103138要定出一個統一的預應力總損失值是很難的，因為它取決于很多因素:如壓漿料灌漿料和鋼材的性能，養護與濕度條件，預加應力的時間和大小以及預應力工藝等.取用一般工藝的鋼材與壓漿料灌漿料，在一般天氣條件下養護的結構，林同炎提出的用張拉控制應力σcon表達的總損失及各組成因素損失的平均值如表所示。損失項次先張(%σcon)后張(%σcon)壓漿料和灌漿料彈性壓縮
　　41壓漿料灌漿料徐變65壓漿料灌漿料收縮76鋼材松弛88總損失2520表中數值已考慮適當的超張拉以降低松弛和克服摩擦和錨固損失，凡未被克服的摩擦損失必須另加。損失值用張拉控制應力σcon的百分比表達有利于顯示總損失和它的大致組成。對先張法總預應力損失值取用約25%σcon和后張法約20%σcon和預應力梁可能出現的總損失出入不大。上述的總損失率是根據本世紀50年代到70年代長期應用過的數值適當提高而得出的。所用的高強鋼材為應力消除的1862(MPa)級鋼絞線和1655（MPa）級綱絲。
　　我國學者也在這方面做了一些統計分析，指出在進行預應力孔道壓漿料和灌漿料框架結構的初步設計時，對單跨框架梁，總預應力損失值可取20%σcon；對雙跨和三跨框架梁的內支座截面總預應力損失值可取30%σcon；邊跨跨中及邊支座截面總預應力損失值可取20%σcon；三跨的內跨跨中截面總預應力損失值可取40%σcon；當大跨框架結構或平板－柱結構采用預應力孔道壓漿料和灌漿料頂層邊柱時，其中預應力筋總預應力損失值可取20%σcon。按照上述預估的總預應力損失值得出配筋后，需按其在結構構件中的布置形式及預應力工藝，按分項計算法較準確的計算出預應力損失，驗算結構的使用性能和承載力。工程經驗表明，這種驗算是容易通過的。
　　3．根據預應力孔道壓漿料和灌漿料廠家在長沙地區生產的長沙灌漿料和長沙壓漿料在工程上的案例分析預應力損失的簡化計算（提供施工一級勞務資質掛靠電話18950747502，qq1804721290）對后張預應力孔道壓漿料和灌漿料構件而言，預應力筋的預應力損失主要有錨固損失σl1，摩擦損失σl2，松弛損失σl4，和收縮變形損失σl5四項，其中σl4計算較方便，這里重點討論σl1，σl2和σl5的計算問題。哈爾濱建筑大學的鄭文忠博士給出了一些預應力損失的簡化計算方法，簡述如下：
　　3.1錨固損失σl1及摩擦損失σl2的簡化計算對后張法構件預應力多曲線鋼筋或折線鋼筋，可將同根（束）預應力筋各段曲線摩擦損失斜率統一取為常值，并仍沿用孔道摩擦損失的指數曲線簡化為直線和正，反摩擦損失斜率相等這兩點假定，則可大大簡化σl1，σl2計算。同根（束）預應力筋各段曲線摩擦損失斜率統一為：m=σcon(μ*∑θ+K*∑x)/∑x式中：∑X—預應力筋從張拉端至錨固端水平投影長度，m；∑θ--從張拉端至錨固端預應力筋各相鄰曲線段特征點切線夾角總和(rad)。計算分析表明，簡化后方法與原方法相比，控制截面出計算誤差工程上是可以接受的。
　　3.2收縮變形損失σl5的簡化計算《混凝土結構設計規范》GB50010-2002中的計算公式《混凝土結構設計規范》GB50010-2002中后張法構件σl5的計算公式：σl5=（35+280σpc/f“cu）/1+15ρ計算工作量大，且非常繁復.而且屬于試算校核型，不便操作。為合理，快捷的進行設計，這里給出預應力混凝土框架結構中σl5的簡化計算法。根據活載qL與恒載qd的比值，預應力混凝土框架大梁中σpc的取值可簡化為：當qL／qd≤1.0時，σpc＝NP/A當qL／qd>1.0時，σpc＝1.5NP/Aρ的取值，根據大量工程實踐經驗，可近似取ρ＝0.01。這樣，預應力混凝土框架大梁中σl5的簡化計算方法為：σl5=（35+280σpc/f“cu）/1.15東南大學孟少平同志在預應力損失的簡化計算方面，作了較深入的研究工作。
　　

　　4.根據高強無收灌漿料和預應力孔道壓漿料生產廠家武漢磊固實業有限公司在南昌地區在南昌灌漿料和南昌壓漿料的施工中總結
　　引起預應力損失的因素很多，如由于預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦，錨具變形和預應力筋滑移以及壓漿料和灌漿料的收縮，徐變和預應力鋼材的松弛等，而且有些因素引起的預應力損失值還隨時間的增長和環境的變化而變化，不僅如此，這些因素還相互制約，相互影響，精確計算十分復雜和困難。合理的對總預應力損失進行近似估算和簡化計算，是十分必要的的，具有重要的工程實踐價值。www.www.led0555.com