10.2  预应力损失值计算

第10.2.1条   

预应力筋中的预应力损失值可按表10.2.1 的规定计算。当计算求得的预应力总损失值小于下列数值时,应按下列数值取用:

先张法构件 100N/mm2;

后张法构件 80N/mm2。

表10.2.1

预应力损失值(N/mm2)

引起损失的因素

符号

先张法构件

后张法构件

张拉端锚具变形和预应力筋内缩

σl1

按本规范第10.2.2

条的规定计算

按本规范第10.2.2 条和第

10.2.3 条的规定计算

预应力筋

的摩擦

与孔道壁之

间的摩擦

σl2

 

按本规范第10.2.4 条的规

定计算

张拉端锚口摩擦

按实测值或厂家提供的数据确定

在转向装置

处的摩擦

按实际情况确定

混凝土加热养护时,受张拉的钢筋

与承受拉力的设备之间的温差

σl3

2△t

 

预应力筋的应力松弛

σl4

预应力钢丝、钢绞线、中强度预应力钢丝普通松弛:

此处,一次张拉ψ =1,

超张拉ψ = 0.9

低松弛:

预应力螺纹钢筋

一次张拉 0.04σcon

超张拉 0.03σcon

混凝土的收缩和徐变

σl5

按本规范第10.2.5 条的规定计算

用螺旋式预应力筋作配筋的环形构

件,当直径d 不大于3m 时,由于混

凝土的局部挤压

σl6

 

30

※注:

1 表中△t 为混凝土加热养护时,受张拉的预应力筋与承受拉力的设备之间的温差(℃);

2 当取超张拉的应力松弛损失值时,张拉程序应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工规范》GB 50×××的要求;

3 当con σ / fptk  ≤0.5 时,预应力筋的应力松弛损失值可取为零。

 

第10.2.2条   

直线预应力筋由于锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失值 σl1 应按下列公式计算:

(10.2.2)

 

 

 

式中

: 张拉端锚具变形和预应力筋内缩值(mm),可按表10.2.2 采用;
 

: 张拉端至锚固端之间的距离(mm)。

表10.2.2

锚具变形和预应力筋内缩值a (mm)

锚具类别

a

支承式锚具(钢丝束镦头锚具等)

螺帽缝隙

1

每块后加垫板的缝隙

1

夹片式锚具

有顶压时

5

无顶压时

8~10

※注:

1 表中的锚具变形和预应力筋内缩值也可根据实测数据确定;

2 其它类型的锚具变形和预应力筋内缩值应根据实测数据确定。

块体拼成的结构,其预应力损失尚应计及块体间填缝的预压变形。当采用混凝土或砂浆为填缝材料时,每条填缝的预压变形值可取为1mm。

 

第10.2.3条   

后张法构件曲线预应力筋或折线预应力筋由于锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失值σ l1 ,应根据曲线预应力筋或折线预应力筋与孔道壁之间反

向摩擦影响长度lf 范围内的预应力筋变形值等于锚具变形和预应力筋内缩值的条件确定,反向摩擦系数可按表10.2.4 中的数值采用。

反向摩擦影响长度lf 及常用束形的后张预应力筋在反向摩擦影响长度f l 范围内的预应力损失值σ l1 可按本规范附录J 计算。

第10.2.4条   

预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失值σl2 ,宜按下列公式计算:

(10.2.4-1)

当(κx + μθ )不大于0.3时,σl2 可按下列近似公式计算:

(10.2.4-2)

※注:

当采用夹片式群锚体系时,在σcon 中宜扣除锚口摩擦损失。

式中

: 从张拉端至计算截面的孔道长度,可近似取该段孔道在纵轴上的投影长度(m);
 

: 从张拉端至计算截面曲线孔道各部分切线的夹角之和(rad);

 

: 考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数,按表10.2.4 采用;
 

: 预应力筋与孔道壁之间的摩擦系数,按表10.2.4 采用。

表10.2.4

摩擦系数

孔道成型方式

κ

μ

钢绞线、钢丝束

预应力螺纹钢筋

预埋金属波纹管

0.0015

0.25

0.50

预埋塑料波纹管

0.0015

0.15

-

预埋钢管

0.0010

0.30

-

抽芯成型

0.0014

0.55

0.60

无粘结预应力筋

0.0040

0.09

-

※注:

摩擦系数也可根据实测数据确定。

在公式(10.2.4-1)中,对按抛物线、圆弧曲线变化的空间曲线及可分段后叠加的广义空间曲线,夹角之和θ 可按下列近似公式计算:

抛物线、圆弧曲线:

(10.2.4-3)

广义空间曲线:

(10.2.4-4)

式中

: 按抛物线、圆弧曲线变化的空间曲线预应力筋在竖直向、水平向投影所形成抛物线、圆弧曲线的弯转角;
 

: 广义空间曲线预应力筋在竖直向、水平向投影所形成分段曲线的弯转角增量。

 

第10.2.5条   

混凝土收缩、徐变引起受拉区和受压区纵向预应力筋的预应力损失值σl5 、σ′l5 可按下列方法确定:

1 一般情况

先张法构件

(10.2.5-1)

 

(10.2.5-2)

后张法构件

(10.2.5-3)

 

(10.2.5-4)

 

 

 

 

式中

: 受拉区、受压区预应力筋合力点处的混凝土法向压应力;
 

: 施加预应力时的混凝土立方体抗压强度;
 

: 受拉区、受压区预应力筋和普通钢筋的配筋率:对先张法构件, ρ =   (Ap + As ) / A0 ,ρ′ = (A′p+ A′s ) / A0 ;对后张法构件,

ρ = (Ap + As ) / An ,ρ ′ = (A′p+ A′s ) / A′n  ;对于对称配置预应力筋和普通钢筋的构件,配筋率ρ 、ρ ′ 应按钢筋总截面面积的

一半计算。
 

受拉区、受压区预应力筋合力点处的混凝土法向压应力 σpc 、σ′pc  应按本规范第10.1.5 条及第10.1.7 条的规定计算。此时,预应力损失值仅考虑混凝土预压前

(第一批)的损失,其非预应力筋中的应力σl5 、σ′l5 值应取为零;  σpc 、 σ′pc 值不得大于 0.5f′cu ;当 σ′pc 为拉应力时,公式(10.2.5-2)、(10.2.5-4)中的

σ′pc 应取为零。计算混凝土法向应力σpc 、 σ′pc 时,可根据构件制作情况考虑自重的影响。

当结构处于年平均相对湿度低于40%的环境下,σ l5 和σ′l5 值应增加30%。

2 重要的结构构件,当需要考虑与时间相关的混凝土收缩、徐变及预应力筋应力松弛预应力损失值时,可按本规范附录K 进行计算。

 

第10.2.6条   

后张法构件的预应力筋采用分批张拉时,应考虑后批张拉预应力筋所产生的混凝土弹性压缩(或伸长)对于先批张拉预应力筋的影响,可将先批张拉预应

力筋的张拉控制应力值σcon增加(或减小)  αE σpci  。此处,σpci 为后批张拉预应力筋在先批张拉预应力筋重心处产生的混凝土法向应力。

 

第10.2.7条   

预应力混凝土构件在各阶段的预应力损失值宜按表10.2.7 的规定进行组合。

表10.2.7

各阶段预应力损失值的组合

预应力损失值的组合

先张法构件

后张法构件

混凝土预压前(第一批)的损失

 σl1+ σl2+ σl3 +σl4

 σl1+ σl2

混凝土预压后(第二批)的损失

σl5

σl4 +σl5 +σl6

注:

先张法构件由于预应力筋应力松弛引起的损失值σl4 在第一批和第二批损失中所占

的比例,如需区分,可根据实际情况确定。