① 決定預應力效果的因素
影響預應力損失的因素及減少預應力損失的措施
摘要：預應力混凝土構件中引起預應力損失的原因很多，本文根據預應力混凝土自身特點，比較全面的分析影響混凝土在施工過程中預應力損失的因素，同時提出較為實際改進預應力損失的方法和措施，使得預應力損失得到進一步的減少，對提高混凝土使用壽命有現實的實用價值；也供同行參考，在施工中盡量採取有力措施減少預應力損失。
關鍵詞：影響,預應力,損失,因素,減少措施
1、概述
預應力損失是預應力混凝土的重要研究對象，早耐派已受到關注，由於鋼筋混凝土的材料特性及張拉工藝等因素的影響，使得預應力鋼筋的張拉力從構件開始製作到構件安全使用的全過程都在不斷降低，這些降低的應力值被稱為「預應力損失」。
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和使用壽命，普通混凝土受拉或受彎構件中，由於混凝土的抗拉強度及極限拉應變都很低，在正常使用荷載作用下，通常是帶裂縫工作。但由於使用上不允許開裂的構件，受拉鋼筋的應力只可能達到20～30N/mm2,不能充分利用其強度；對於允許開裂的構件，雖然受拉鋼筋的應力可達到250N/mm2，但此時裂縫寬度已達到0.2～0.3mm，構件的耐久性有所降低。為了避免鋼筋混凝土結構裂縫過早出現，並充分利用其高強度鋼筋及高強度混凝土，可以在結構構件承受荷載前，使它產生預應力來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應力，從而使結構構件的拉應力不大，甚至處於受壓狀態，此時產生了預應力混凝土。
預應力混凝土結構截面小，剛度大，抗裂性和耐久性均好，在建築領域得到廣泛的應用，促進了混凝土的結構發展，同時由於受到技術水平的限制，施工工藝的不成熟和不完善，導致預應力混凝土在施工和使用時其預應力損失比較大，這樣不但浪費材料，提高工程造價，而且限制來預應力混凝土充分發揮自身的有點。
2、 引起預應力損失的因素
2.1由於施工設備引起的預應力損失
a）由於台座的強度和剛度不足，穩定性較差，從而導致台座發生變形，傾覆和滑移引起預應力損失。
b）由於夾具本身的自鎖和自錨能力差，攤銷的強硬度小於預應力筋的強硬度。從而引起預應力的損失。
2.2由於混凝土材料引起的預應力的損失
a）由於混凝土的強度不高，預壓力大於混凝土抗壓應力，導致混凝土被壓碎，從而引起預應力損失。
b）由於混凝土自身具有收縮和徐變的特徵，在混凝土收縮和徐變過大時引起預應力的損失。
c）由於初骨料粒徑的大小不當，引起預應力的損失。
d）鋼筋（鋼絲）的強度不高引起預應力的損失。
e）鋼筋（鋼絲）的塑性較差引起預應力的損失。
棗畝皮f）鋼筋（鋼絲）表面粗糙程度不足引起預應力的損失。
2.3由於張拉控制應力引起的預應力損失
張拉控制應力的取值，直接影響預應力混凝土的使用效果。假如張拉控制應力取值過低，則預應力鋼筋經過幾種損失後對混凝土產生的預壓力過小，不能有效提高預應力混凝土構件的抗裂度和剛度。
2.4由於混凝土加熱養護時，受拉的預應力鋼筋與承受拉力的設備之間的溫度差別從而引起的預應力損失
由於張拉時鋼筋與台座的溫度相同均為t1，混凝土加熱養護時的最高溫度為t2，此時由於鋼筋尚未與混凝土粘結，溫度由t1升為t2後可在混凝土中自由變形，使鋼筋產生溫差變形值a1t=a×（t2-t1）.L。當停溫養護時，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。因養護升溫所降低的應力已不可恢復，於是形成溫差應力損失。
2.5 由於鋼筋鬆弛（變形）引起的預應力損失
鋼筋凳差在持久不變的應力作用下，會產生隨持續加荷時間延長而增加的徐變變形；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，詞現象稱為鋼筋的鬆弛。
a） 鋼筋初拉應力越高，其應力鬆弛越厲害。
b）鋼筋鬆弛量的大小主要與鋼筋的品質有關，熱扎鋼筋的鬆弛小於碳素鋼絲的鬆弛。
c）鋼筋鬆弛與時間有關，初期發展最快，以後漸趨穩定。
d）鋼筋鬆弛與溫度有關，它隨溫度升高而增加。
2.6預應力鋼筋與孔道間壁之間的摩擦引起的預應力損失
a）彎道引起的摩擦力
b）管道偏差引起的摩擦力。
張拉曲線鋼筋時，由於預應力鋼筋和孔壁之間的法向正應力引起摩擦阻力；預留孔道施工中某些發生凹凸不平，偏離設計位置，張拉鋼筋時，預應力鋼筋與孔道壁之間產生法向正應力引起摩阻力。
2.7 混凝土彈性壓縮所引起的預應力損失
先張法構件的鋼束張拉，與對混凝土施加預加壓力時，是先後完全分開的兩個工序，當鋼筋束被鬆弛，混凝土所產生的全部彈性壓縮應變，將引起筋束的預應力損失。
2.8螺旋式預應力鋼筋當作配筋的壞形構件，由於混凝土的局部擠壓引起的預應力損失
3、減少預應力損失的措施
1）選用強度高，剛度大，穩定性良好的台座，從而減少台座發生變形，滑移和傾覆。
2）使用自身和自錨能力均好的夾具，同時應使錐銷的強硬度大於預應力的強硬度。
3）在先張法中盡量少使用墊板，因為每增加一塊墊板，錨具變形和鋼筋內縮值就增加1mm。
4）盡可能增加（在條件允許下）台座的長度。因為
5)選用強度高的混凝土。因為強度高的混凝土對採用先張法的構件可以提高鋼筋與混凝土之間的粘結力；對採用後張法的構件可提高錨固端的局部承壓承載力。
6）採用高標號水泥，減少水泥用量，降低水灰比；採用級配較好的骨料，加強混凝土的振搗，提高混凝土密實性，從而減少混凝土的收縮徐變。
7）在允許范圍內，盡可能採用粒徑較大，表面粗超的粗骨料，從而增加混凝土與鋼筋之間的粘結力。
8）混凝土預應力的大小，取決於預應力鋼筋張拉壓力的大小，當採用高強度的鋼筋（鋼絲）時，由於超張拉，鋼筋（鋼絲）因強度不足產生斷裂，從而引起預應力損失。
9）盡量採用塑性良好的鋼筋（鋼絲）增加張拉應力，當去除張拉應力後，鋼筋（鋼絲）的收縮量與鋼筋（鋼絲）塑性有關，塑性好，收縮量大，從而產生預壓力大。
10）在先張法構件中，當採用高強度鋼筋（鋼絲）時，在其表面應刻痕或亞波，採用普通鋼筋時，最好是變形鋼筋，從而增加混凝土與鋼筋（鋼絲）之間摩擦。
11）施工中為減少應力鬆弛等造成預應力損失，一般要進行超張拉，先控制張拉應力為1.05σ～1.1σ，持續荷載2～5min然後卸掉荷載，再施加張拉應力至σ，同時盡量使用熱軋鋼筋，減少碳素鋼絲，從而減少由於應力鬆弛引起預應力損失值。
12）對於較長的構件可在兩端張拉，則在計算孔洞的長度可以按構件一半長度計算，兩端張拉可以減少由於摩擦引起的損失。
13）在有彎道的構件中，預應力鋼絲表面應該盡可能光滑，必要時可以塗上油脂，從而減少由於彎道引起摩擦阻力。
14）在預留孔道時，嚴格按照規范操作，盡可能減少孔道表面的凹凸不平，從而減少預應力損失。
15）由於預應力筋對混凝土的擠壓，使環形構件的直徑有所減小，預應力筋中的拉應力就會降低，從而引起預應力損失。
當d＜3m時，σ損=30N/mm2
當d＞3m時，σ損=0N/mm2
故盡可能採用較大直徑的環形構件，從而減少預應力損失。
4、結語
預應力損失的因素很多，而且有些因素引起的預應力損失還會隨時間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，在施工過程中盡量採取有力措施減少預應力損失是十分必要的，有重要的工程價值。參考文獻：
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8、楊建江.關於預應力損失的幾點思考[J].福建建築；
② 普通低鬆弛預應力筋和低鬆弛預應力筋的區別是什麼是原材上的區別嗎在張拉時有什麼區別
簡單說普通鬆弛鋼絞線隨著使用時間延長，內部應力損失要比低鬆弛鋼絞線損失的大。
應力損失是由於材料性能、摩擦、回縮等不可避免的實際情況導致實際應力與理論應力不相等（小於理論要求達到的應力值）。
③ 請解釋一下預應力構件中「內縮」「 徐變」「 鬆弛」「蠕變」幾個概念。
這四種現象都會造成預應力損失，且不可恢復。一般通過合理的兩端張拉或超張拉減少損失。
內縮：
預應力鋼筋在錨固時，由於鋼筋在錨具中內縮滑移會產生預應力損失。計算這項損失時，只考慮張拉端，不考慮錨固端，因為錨固端的錨具變形等在張拉過程中已經完成。為了減少張拉端錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失，應盡量減少墊片數量，增加台座的長度。對於後張法構件採用預應力曲線鋼筋時，內縮會產生反向摩擦，內縮引起的預應力損失在張拉端最大。主要通過合適的錨具和合理的張拉方法。
徐變：
混凝土由於失水和外部應力的作用，在長時間的使用過程中會發生變形。變形主要發生在受力方向。徐變導致構件縮短，產生預應力損失。由於混凝土的收縮和徐變損失一般在總的預應力損失中占的比例較大（曲線配筋，30%左右；直線配筋，60%左右），設計和施工中應盡量提高混凝土質量，增加非預應力鋼筋。
鬆弛：
鋼筋在高應力作用下，具有隨時間增長而產生塑性變形的性能，因此在鋼筋長度保持不變的情況下，鋼筋的應力會隨時間的增長不斷降低。應力鬆弛導致預應力損失，該損失與鋼筋應力的大小和應力作用時間有關。不同的鋼絲、鋼絞線及張拉方式有不同的公式。
蠕變：
預應力筋在應力作用下會逐漸發生形變，造成預應力損失。主要通過改進材料來提高預應力效果。
④ 引起鋼筋混凝土預應力損失的主要原因有哪些
1、直線預應力筋的預應力損失多為錨具變形和預應力筋內縮
2、預應力筋與孔道壁之間的摩擦回
3、混凝土答加熱養護時預應力筋與承受拉力的設備之間的溫差
4、預應力筋應力鬆弛
5、混凝土收縮、徐變引起受拉區和受拉區縱向預應力鋼筋損失
6、螺旋式應力鋼筋作配筋的環形構件，主要是因為混凝土的局部擠壓
⑤ 實際上鋼筋的應力會不會不斷下降
會。根據科普中國網得知，鋼筋的應力會隨著時間的推移而不斷下降，這種現象被稱為「應力鬆弛」。這是由於鋼筋受到灶銀外部載荷作用後，在一段時間內會發生塑性變形，但由於鋼筋的分子結梁辯困橡念構和晶格結構發生了改變，因此其初始應力也會逐漸降低。
⑥ 應力鬆弛反應了材料的什麼能力
應力松馳(stress relaxation)是指構件總變形(彈性變形和塑性變形)保持不變，徐蠕變使塑性變形不斷增加，彈性變形相應減少，而應力隨時間緩慢降低的現象。它往往會帶來不利影響，如高壓蒸汽管道中，法蘭緊固螺栓的鎖緊力可能隨時間降低，故每隔一段時間需擰緊一次，以防漏氣。[1]
中文名
應力松馳
外文名
stress relaxation
定義
總變形保持，應力減小
易發部件
螺栓
一級學科
力學
快速
導航
具體介紹
數學表達
應力鬆弛試驗
定義
指鋼筋等構件受到一定的張拉力後，在長度保持不變的條件下，鋼管的應力隨著時間的增長而降低的現象；產生應力鬆弛的原因：主要是由於金屬內部錯位運動使一部分彈性變形轉化為塑性變形而引起；減少鬆弛損失的主要措施：1）採用低鬆弛鋼絞線或鋼絲； 2）採用超張拉程序。[2]
具體介紹
材料在高溫使用時，有時要使總應變保持不變。在高溫保證總應變不變的情況下，會發生應力隨著時間延長逐漸降低的現象．該現象叫應力鬆弛(stress relaxation)，如圖1所示。例如，高溫條件工作的緊固螺栓和彈簧會發生應力鬆弛現象。
圖1
材料的總應變ε包括彈性應變εe和塑性應變εp，即ε=εe+εp=常數。
隨著時間增長，一部分彈性變形逐步轉變為塑性變形，材料受到的應力相應地逐漸降低。εe的減小與εp的增加是同時等量產生的。
蠕變與應力鬆弛在本質上相同，可以把應力鬆弛看作是應力不斷降低的「多級」蠕變。蠕變抗力高的材料，其抵抗應力鬆弛的能力也高。但是，目前使用蠕變數據來估算應力鬆弛數據還是很困難的。某些材料即使在室溫下也會發生非常緩慢的應力鬆弛現象，在高溫下這種現象更加明顯。鬆弛現象在工業設備的零件中是較為普遍存在的。例如，高溫管道接頭螺栓需定期擰緊，以免因應力鬆弛而發生泄漏事故。[3]
數學表達
應力鬆弛是在應變恆定時，應力隨時間的推移而逐漸衰減的現象。
載入數學表達式：
響應數學表達式：
式中：H為Heaviside函數；Y為鬆弛模量，即單位應變作用下 t 時刻應力值。
圖2
如圖2所示，在t0~t1時間內，ε=ε0應力作用下，應力從σ0減少到σ1，材料發生應力鬆弛現象；在t=t1時，卸載為ε=0，應力發生突變，在σ1發生瞬時回彈到σ2；在t >t1 時，材料應力逐漸消除，隨著時間的變化逐漸趨近於零，該現象為應力消除。[4]
應力鬆弛試驗
應力鬆弛試驗是材料機械性能試驗的一種。應力鬆弛現象在室溫下進行得很慢，但隨著溫度的升高就變得很顯著，故在機械設計中必須加以重視。
應力鬆弛試驗一般採用圓柱形試樣，在一定的溫度下進行拉伸載入，以後隨著時間的推移，由自動減載機構卸掉部分載荷以保持總變形量不變，測定應力隨時間的降低值，即可繪出鬆弛曲線。也可以採用具有等強度半圓環的環形試樣進行鬆弛試驗，測定環形試樣缺口處寬度的變化來計算應力降低的數值並畫出鬆弛曲線。
以壓力和時間t為坐標的應力鬆弛曲線可分為兩個部分，分別代表兩個不同的鬆弛階段。在第Ⅰ階段內，應力隨時間的增長而急劇降低；在第Ⅱ階段內，降低的速度減慢，最後趨於穩定。半對數坐標 (lgσ-t)的應力鬆弛曲線中，第Ⅱ階段呈線性關系，因此可用以進行外推，即由較短時間的試驗外推求得較長時間後的剩餘應力。
受相同的試驗溫度和初應力F，經相同的時間後，如剩餘應力越高，則材料的抗鬆弛性能越好。高溫工作中的零件由於存在應力鬆弛，會不同程度地喪失彈性和緊固作用。因此對用於高溫的緊固件如彈簧、螺栓等的材料，需要測定鬆弛性能。[1]
⑦ 什麼是鋼筋應力鬆弛
鋼筋應力鬆弛是指在保證應變不變，隨著時間增加，應力下降的現象。