應(yīng)力松弛(97-2003)

1、預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線應(yīng)力松弛0.引言引用實(shí)例，探討各個影響因素對預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線應(yīng)引用實(shí)例，探討各個影響因素對預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線應(yīng)力松弛的影響力松弛的影響重溫本科課程重溫本科課程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理中預(yù)應(yīng)力損中預(yù)應(yīng)力損失的計算公式，從一個側(cè)面反映研究應(yīng)力松弛的現(xiàn)實(shí)意失的計算公式，從一個側(cè)面反映研究應(yīng)力松弛的現(xiàn)實(shí)意義，進(jìn)而引入影響應(yīng)力松弛的因素（溫度、時間，初應(yīng)義，進(jìn)而引入影響應(yīng)力松弛的因素（溫度、時間，初應(yīng)力）力）說明研究預(yù)應(yīng)力鋼材應(yīng)力松弛的現(xiàn)實(shí)意義說明研究預(yù)應(yīng)力鋼材應(yīng)力松弛的現(xiàn)實(shí)意義介紹兩個應(yīng)力松弛的基本概念介紹兩個應(yīng)力松弛的基本概念1.基本概念應(yīng)力松弛： 在總應(yīng)變不

2、變的條件下，材料長期保持拉應(yīng)力時，出現(xiàn)應(yīng)力逐漸下降的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。如：彈簧變松、橡皮筋變松 初應(yīng)力損失量 初應(yīng)力松弛率= 2. 預(yù)應(yīng)力損失的計算方法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件在施工和使用過程中，預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力將不斷下降。按照產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失的主要原因，預(yù)應(yīng)力損失基本分為以下6種,這里介紹第4種。1.1.錨固損失 2.摩擦損失 3.溫差損失 4.預(yù)應(yīng)力筋的松弛損失 5.混凝土收縮、徐變損失 6.混凝土局部擠壓引起的損失 1l2l3l5l6l4l預(yù)應(yīng)力筋的松弛損失 的計算公式：普通松弛：低松弛： 當(dāng) 時： 當(dāng) 時: 40.4(/0.5)lconptkconf0.7conptkf0.70.8ptkconptk

3、ff40.125(/0.5)lconptkconf40.2(/0.575)lconptkconf-預(yù)應(yīng)力筋極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 -張拉控制應(yīng)力ptkfcon4l低松弛-在20的條件下，施加的初應(yīng)力為材料最大拉應(yīng)力的70%，經(jīng)過1000小時，應(yīng)力松弛率不大于2.5%的鋼絲、鋼絞線普通松弛-試驗(yàn)條件同上，應(yīng)力松弛率大于2.5%但小于8%的鋼絲、鋼絞線 通過低松弛與普通松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線的定義，不難看出，影響預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線的影響因素主要有三條：（1）溫度（2）初始應(yīng)力（3）時間，下面通過實(shí)例進(jìn)一步探討各個影響因素的作用3.實(shí)例本例截自土木工程學(xué)報題目為高溫下1770級 鋼絲蠕變及應(yīng)力松弛性能試驗(yàn)研

4、究，此文主要通過實(shí)驗(yàn)的方式給出這種鋼絲在高溫下，蠕變和應(yīng)力松弛的計算公式，通過這個實(shí)驗(yàn)可以幫助我們直觀的了解溫度、初始應(yīng)力、時間對預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線應(yīng)力松弛的影響。5p(1)實(shí)驗(yàn)儀器：MTS810試驗(yàn)機(jī)(提供動力、控制位移、測量應(yīng)力)高溫材性試驗(yàn)爐(加熱、控溫)引伸計(測量應(yīng)變)MTS810試驗(yàn)機(jī)（2）實(shí)測1770級 鋼絲在常溫下的本構(gòu)關(guān)系曲線注：1770級 表示的是抗拉強(qiáng)度不小于1770MP，公稱直徑為5mm的消除應(yīng)力鋼絲5p21803.5/pufNmm5p常溫下極限抗拉強(qiáng)度：極限強(qiáng)度點(diǎn)應(yīng)變：彈性模量：比例極限：條件屈服強(qiáng)度：條件屈服強(qiáng)度點(diǎn)應(yīng)變：（注：HRB500級鋼筋極限抗拉強(qiáng) ）2180

5、3.5/pufNmm51326b52s2.04 10/ENmm21412.1/pNmm20.21634.5/fNmm0.2100002630/sykfNmm（3）實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果（分三步） 升溫實(shí)驗(yàn)：選取10個溫度水平，由100-550，每隔50一個水平。初應(yīng)力水平選取5個，分別為250N/m，501N/m，751N/m，1002N/m，1169N/m，總共26個鋼絲試件，試驗(yàn)時間為2小時，繪制不同應(yīng)力水平下，應(yīng)力松弛值 和時間 t 的關(guān)系曲線（ - t 曲線） rr初應(yīng)力為501MP初應(yīng)力為751MP初應(yīng)力為1002MP初應(yīng)力為1169MP - t 曲線r 結(jié)論：1.應(yīng)力松弛值（或松弛率）隨時

6、間增長而增長，但最終會趨于穩(wěn)定。2.在高溫條件下，在前20分鐘左右應(yīng)力松弛值增長十分迅速，在前60分鐘，應(yīng)力松弛值的增長速度較快。3.在相同初應(yīng)力條件下，應(yīng)力松弛值的增長速度隨溫度提高而加快。4.在同一時間，在相同初應(yīng)力條件下，應(yīng)力松弛值（或松弛率）會隨著溫度的提高而增加。5.在同一時間，在相同溫度條件下，應(yīng)力松弛值隨初應(yīng)力的提高而增加。降溫實(shí)驗(yàn)：升溫實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，抽取10個鋼絲試件進(jìn)行降溫實(shí)驗(yàn)，降溫至30，繪制不同應(yīng)力水平下，應(yīng)力提高值-試件溫度降低值的關(guān)系曲線初應(yīng)力為501MP初應(yīng)力為751MP初應(yīng)力為1002MP初應(yīng)力為1169MP應(yīng)力提高值-試件溫度降低值的關(guān)系曲線 結(jié)論：1.隨著溫度的

7、升高，應(yīng)力松弛值會降低，鋼絲的應(yīng)力迅速恢復(fù)2.經(jīng)高溫松弛后，鋼絲恢復(fù)的應(yīng)力值可能會超過初應(yīng)力值，即應(yīng)力松弛率超過100% 極限拉伸強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)：對余下的16個鋼絲試件，經(jīng)2小時應(yīng)力松弛后，維持溫度水平不變，將它們拉斷，記錄其極限拉伸強(qiáng)度，并與已知數(shù)據(jù)進(jìn)行對比注:對比曲線來自束得林.金屬力學(xué)性能M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1987 結(jié)論：某高溫下的應(yīng)力松弛效應(yīng)對同一溫度下鋼絲的極限抗拉強(qiáng)度沒有影響，甚至可能會提高鋼絲在這一溫度下的極限抗拉強(qiáng)度。所以在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計中，不用考慮高溫下的應(yīng)力松弛對同一溫度下預(yù)應(yīng)力鋼絲的極限抗拉強(qiáng)度的影響。4.應(yīng)力松弛計算公式采用如下公式擬合鋼絲短期高溫應(yīng)力松弛曲線：

8、式中： 為鋼絲試件初始應(yīng)力； 為高溫下鋼絲試件應(yīng)力松弛損失公式適用條件：(0.137ln0.36)()BrputATf02300exp 55198.32(/)416.95(/)328.89(/) pupupuAfff023008.430.25(/)64.62(/)51.71(/)pupupuBfff0r0120mint0/0.65puf15 T 5505.實(shí)驗(yàn)的意義 在上面的例子中，實(shí)驗(yàn)條件非常極端，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在正常使用的情況下極少出現(xiàn)如上的情況（比如最高溫度達(dá)到550 ，初應(yīng)力達(dá)到常溫下極限強(qiáng)度的65%），但是在一些特殊情況下，比如在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計時，本實(shí)驗(yàn)具有很高的參考價值。 本文的作者雖然給出了基于實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力松弛值隨時間、初應(yīng)力、