① 决定预应力效果的因素
影响预应力损失的因素及减少预应力损失的措施
摘要：预应力混凝土构件中引起预应力损失的原因很多，本文根据预应力混凝土自身特点，比较全面的分析影响混凝土在施工过程中预应力损失的因素，同时提出较为实际改进预应力损失的方法和措施，使得预应力损失得到进一步的减少，对提高混凝土使用寿命有现实的实用价值；也供同行参考，在施工中尽量采取有力措施减少预应力损失。
关键词：影响,预应力,损失,因素,减少措施
1、概述
预应力损失是预应力混凝土的重要研究对象，早耐派已受到关注，由于钢筋混凝土的材料特性及张拉工艺等因素的影响，使得预应力钢筋的张拉力从构件开始制作到构件安全使用的全过程都在不断降低，这些降低的应力值被称为“预应力损失”。
预应力损失的大小影响到已建立的预应力，当然也影响到结构的工作性能和使用寿命，普通混凝土受拉或受弯构件中，由于混凝土的抗拉强度及极限拉应变都很低，在正常使用荷载作用下，通常是带裂缝工作。但由于使用上不允许开裂的构件，受拉钢筋的应力只可能达到20～30N/mm2,不能充分利用其强度；对于允许开裂的构件，虽然受拉钢筋的应力可达到250N/mm2，但此时裂缝宽度已达到0.2～0.3mm，构件的耐久性有所降低。为了避免钢筋混凝土结构裂缝过早出现，并充分利用其高强度钢筋及高强度混凝土，可以在结构构件承受荷载前，使它产生预应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而使结构构件的拉应力不大，甚至处于受压状态，此时产生了预应力混凝土。
预应力混凝土结构截面小，刚度大，抗裂性和耐久性均好，在建筑领域得到广泛的应用，促进了混凝土的结构发展，同时由于受到技术水平的限制，施工工艺的不成熟和不完善，导致预应力混凝土在施工和使用时其预应力损失比较大，这样不但浪费材料，提高工程造价，而且限制来预应力混凝土充分发挥自身的有点。
2、 引起预应力损失的因素
2.1由于施工设备引起的预应力损失
a）由于台座的强度和刚度不足，稳定性较差，从而导致台座发生变形，倾覆和滑移引起预应力损失。
b）由于夹具本身的自锁和自锚能力差，摊销的强硬度小于预应力筋的强硬度。从而引起预应力的损失。
2.2由于混凝土材料引起的预应力的损失
a）由于混凝土的强度不高，预压力大于混凝土抗压应力，导致混凝土被压碎，从而引起预应力损失。
b）由于混凝土自身具有收缩和徐变的特征，在混凝土收缩和徐变过大时引起预应力的损失。
c）由于初骨料粒径的大小不当，引起预应力的损失。
d）钢筋（钢丝）的强度不高引起预应力的损失。
e）钢筋（钢丝）的塑性较差引起预应力的损失。
枣亩皮f）钢筋（钢丝）表面粗糙程度不足引起预应力的损失。
2.3由于张拉控制应力引起的预应力损失
张拉控制应力的取值，直接影响预应力混凝土的使用效果。假如张拉控制应力取值过低，则预应力钢筋经过几种损失后对混凝土产生的预压力过小，不能有效提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。
2.4由于混凝土加热养护时，受拉的预应力钢筋与承受拉力的设备之间的温度差别从而引起的预应力损失
由于张拉时钢筋与台座的温度相同均为t1，混凝土加热养护时的最高温度为t2，此时由于钢筋尚未与混凝土粘结，温度由t1升为t2后可在混凝土中自由变形，使钢筋产生温差变形值a1t=a×（t2-t1）.L。当停温养护时，混凝土已与钢筋粘结在一起，钢筋和混凝土将同时随温度变化而共同伸缩。因养护升温所降低的应力已不可恢复，于是形成温差应力损失。
2.5 由于钢筋松弛（变形）引起的预应力损失
钢筋凳差在持久不变的应力作用下，会产生随持续加荷时间延长而增加的徐变变形；钢筋在一定拉应力值下，将其长度固定不变，则钢筋中的应力将随时间延长而降低，词现象称为钢筋的松弛。
a） 钢筋初拉应力越高，其应力松弛越厉害。
b）钢筋松弛量的大小主要与钢筋的品质有关，热扎钢筋的松弛小于碳素钢丝的松弛。
c）钢筋松弛与时间有关，初期发展最快，以后渐趋稳定。
d）钢筋松弛与温度有关，它随温度升高而增加。
2.6预应力钢筋与孔道间壁之间的摩擦引起的预应力损失
a）弯道引起的摩擦力
b）管道偏差引起的摩擦力。
张拉曲线钢筋时，由于预应力钢筋和孔壁之间的法向正应力引起摩擦阻力；预留孔道施工中某些发生凹凸不平，偏离设计位置，张拉钢筋时，预应力钢筋与孔道壁之间产生法向正应力引起摩阻力。
2.7 混凝土弹性压缩所引起的预应力损失
先张法构件的钢束张拉，与对混凝土施加预加压力时，是先后完全分开的两个工序，当钢筋束被松弛，混凝土所产生的全部弹性压缩应变，将引起筋束的预应力损失。
2.8螺旋式预应力钢筋当作配筋的坏形构件，由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失
3、减少预应力损失的措施
1）选用强度高，刚度大，稳定性良好的台座，从而减少台座发生变形，滑移和倾覆。
2）使用自身和自锚能力均好的夹具，同时应使锥销的强硬度大于预应力的强硬度。
3）在先张法中尽量少使用垫板，因为每增加一块垫板，锚具变形和钢筋内缩值就增加1mm。
4）尽可能增加（在条件允许下）台座的长度。因为
5)选用强度高的混凝土。因为强度高的混凝土对采用先张法的构件可以提高钢筋与混凝土之间的粘结力；对采用后张法的构件可提高锚固端的局部承压承载力。
6）采用高标号水泥，减少水泥用量，降低水灰比；采用级配较好的骨料，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实性，从而减少混凝土的收缩徐变。
7）在允许范围内，尽可能采用粒径较大，表面粗超的粗骨料，从而增加混凝土与钢筋之间的粘结力。
8）混凝土预应力的大小，取决于预应力钢筋张拉压力的大小，当采用高强度的钢筋（钢丝）时，由于超张拉，钢筋（钢丝）因强度不足产生断裂，从而引起预应力损失。
9）尽量采用塑性良好的钢筋（钢丝）增加张拉应力，当去除张拉应力后，钢筋（钢丝）的收缩量与钢筋（钢丝）塑性有关，塑性好，收缩量大，从而产生预压力大。
10）在先张法构件中，当采用高强度钢筋（钢丝）时，在其表面应刻痕或亚波，采用普通钢筋时，最好是变形钢筋，从而增加混凝土与钢筋（钢丝）之间摩擦。
11）施工中为减少应力松弛等造成预应力损失，一般要进行超张拉，先控制张拉应力为1.05σ～1.1σ，持续荷载2～5min然后卸掉荷载，再施加张拉应力至σ，同时尽量使用热轧钢筋，减少碳素钢丝，从而减少由于应力松弛引起预应力损失值。
12）对于较长的构件可在两端张拉，则在计算孔洞的长度可以按构件一半长度计算，两端张拉可以减少由于摩擦引起的损失。
13）在有弯道的构件中，预应力钢丝表面应该尽可能光滑，必要时可以涂上油脂，从而减少由于弯道引起摩擦阻力。
14）在预留孔道时，严格按照规范操作，尽可能减少孔道表面的凹凸不平，从而减少预应力损失。
15）由于预应力筋对混凝土的挤压，使环形构件的直径有所减小，预应力筋中的拉应力就会降低，从而引起预应力损失。
当d＜3m时，σ损=30N/mm2
当d＞3m时，σ损=0N/mm2
故尽可能采用较大直径的环形构件，从而减少预应力损失。
4、结语
预应力损失的因素很多，而且有些因素引起的预应力损失还会随时间和环境的变化而变化，不仅如此，这些因素还相互制约，相互影响，在施工过程中尽量采取有力措施减少预应力损失是十分必要的，有重要的工程价值。参考文献：
1、肖汝诚桥梁结构分析及程序系统[M].北京：人民交通出版社；
2、叶见曙.结构设计原理[M].北京：人民交通出版社；
3、范立础.桥梁工程[M].北京：人民交通出版社；
4、JTJD62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范[S];
5、JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范[S];
6、郭杰.预应力损失计算及简化[J].济南大学学报；
7、邢志成.关于混凝土收缩和徐变引起的预应力损失计算的商榷[J].华东公路；
8、杨建江.关于预应力损失的几点思考[J].福建建筑；
② 普通低松弛预应力筋和低松弛预应力筋的区别是什么是原材上的区别吗在张拉时有什么区别
简单说普通松弛钢绞线随着使用时间延长，内部应力损失要比低松弛钢绞线损失的大。
应力损失是由于材料性能、摩擦、回缩等不可避免的实际情况导致实际应力与理论应力不相等（小于理论要求达到的应力值）。
③ 请解释一下预应力构件中“内缩”“ 徐变”“ 松弛”“蠕变”几个概念。
这四种现象都会造成预应力损失，且不可恢复。一般通过合理的两端张拉或超张拉减少损失。
内缩：
预应力钢筋在锚固时，由于钢筋在锚具中内缩滑移会产生预应力损失。计算这项损失时，只考虑张拉端，不考虑锚固端，因为锚固端的锚具变形等在张拉过程中已经完成。为了减少张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失，应尽量减少垫片数量，增加台座的长度。对于后张法构件采用预应力曲线钢筋时，内缩会产生反向摩擦，内缩引起的预应力损失在张拉端最大。主要通过合适的锚具和合理的张拉方法。
徐变：
混凝土由于失水和外部应力的作用，在长时间的使用过程中会发生变形。变形主要发生在受力方向。徐变导致构件缩短，产生预应力损失。由于混凝土的收缩和徐变损失一般在总的预应力损失中占的比例较大（曲线配筋，30%左右；直线配筋，60%左右），设计和施工中应尽量提高混凝土质量，增加非预应力钢筋。
松弛：
钢筋在高应力作用下，具有随时间增长而产生塑性变形的性能，因此在钢筋长度保持不变的情况下，钢筋的应力会随时间的增长不断降低。应力松弛导致预应力损失，该损失与钢筋应力的大小和应力作用时间有关。不同的钢丝、钢绞线及张拉方式有不同的公式。
蠕变：
预应力筋在应力作用下会逐渐发生形变，造成预应力损失。主要通过改进材料来提高预应力效果。
④ 引起钢筋混凝土预应力损失的主要原因有哪些
1、直线预应力筋的预应力损失多为锚具变形和预应力筋内缩
2、预应力筋与孔道壁之间的摩擦回
3、混凝土答加热养护时预应力筋与承受拉力的设备之间的温差
4、预应力筋应力松弛
5、混凝土收缩、徐变引起受拉区和受拉区纵向预应力钢筋损失
6、螺旋式应力钢筋作配筋的环形构件，主要是因为混凝土的局部挤压
⑤ 实际上钢筋的应力会不会不断下降
会。根据科普中国网得知，钢筋的应力会随着时间的推移而不断下降，这种现象被称为“应力松弛”。这是由于钢筋受到灶银外部载荷作用后，在一段时间内会发生塑性变形，但由于钢筋的分子结梁辩困橡念构和晶格结构发生了改变，因此其初始应力也会逐渐降低。
⑥ 应力松弛反应了材料的什么能力
应力松驰(stress relaxation)是指构件总变形(弹性变形和塑性变形)保持不变，徐蠕变使塑性变形不断增加，弹性变形相应减少，而应力随时间缓慢降低的现象。它往往会带来不利影响，如高压蒸汽管道中，法兰紧固螺栓的锁紧力可能随时间降低，故每隔一段时间需拧紧一次，以防漏气。[1]
中文名
应力松驰
外文名
stress relaxation
定义
总变形保持，应力减小
易发部件
螺栓
一级学科
力学
快速
导航
具体介绍
数学表达
应力松弛试验
定义
指钢筋等构件受到一定的张拉力后，在长度保持不变的条件下，钢管的应力随着时间的增长而降低的现象；产生应力松弛的原因：主要是由于金属内部错位运动使一部分弹性变形转化为塑性变形而引起；减少松弛损失的主要措施：1）采用低松弛钢绞线或钢丝； 2）采用超张拉程序。[2]
具体介绍
材料在高温使用时，有时要使总应变保持不变。在高温保证总应变不变的情况下，会发生应力随着时间延长逐渐降低的现象．该现象叫应力松弛(stress relaxation)，如图1所示。例如，高温条件工作的紧固螺栓和弹簧会发生应力松弛现象。
图1
材料的总应变ε包括弹性应变εe和塑性应变εp，即ε=εe+εp=常数。
随着时间增长，一部分弹性变形逐步转变为塑性变形，材料受到的应力相应地逐渐降低。εe的减小与εp的增加是同时等量产生的。
蠕变与应力松弛在本质上相同，可以把应力松弛看作是应力不断降低的“多级”蠕变。蠕变抗力高的材料，其抵抗应力松弛的能力也高。但是，目前使用蠕变数据来估算应力松弛数据还是很困难的。某些材料即使在室温下也会发生非常缓慢的应力松弛现象，在高温下这种现象更加明显。松弛现象在工业设备的零件中是较为普遍存在的。例如，高温管道接头螺栓需定期拧紧，以免因应力松弛而发生泄漏事故。[3]
数学表达
应力松弛是在应变恒定时，应力随时间的推移而逐渐衰减的现象。
加载数学表达式：
响应数学表达式：
式中：H为Heaviside函数；Y为松弛模量，即单位应变作用下 t 时刻应力值。
图2
如图2所示，在t0~t1时间内，ε=ε0应力作用下，应力从σ0减少到σ1，材料发生应力松弛现象；在t=t1时，卸载为ε=0，应力发生突变，在σ1发生瞬时回弹到σ2；在t >t1 时，材料应力逐渐消除，随着时间的变化逐渐趋近于零，该现象为应力消除。[4]
应力松弛试验
应力松弛试验是材料机械性能试验的一种。应力松弛现象在室温下进行得很慢，但随着温度的升高就变得很显著，故在机械设计中必须加以重视。
应力松弛试验一般采用圆柱形试样，在一定的温度下进行拉伸加载，以后随着时间的推移，由自动减载机构卸掉部分载荷以保持总变形量不变，测定应力随时间的降低值，即可绘出松弛曲线。也可以采用具有等强度半圆环的环形试样进行松弛试验，测定环形试样缺口处宽度的变化来计算应力降低的数值并画出松弛曲线。
以压力和时间t为坐标的应力松弛曲线可分为两个部分，分别代表两个不同的松弛阶段。在第Ⅰ阶段内，应力随时间的增长而急剧降低；在第Ⅱ阶段内，降低的速度减慢，最后趋于稳定。半对数坐标 (lgσ-t)的应力松弛曲线中，第Ⅱ阶段呈线性关系，因此可用以进行外推，即由较短时间的试验外推求得较长时间后的剩余应力。
受相同的试验温度和初应力F，经相同的时间后，如剩余应力越高，则材料的抗松弛性能越好。高温工作中的零件由于存在应力松弛，会不同程度地丧失弹性和紧固作用。因此对用于高温的紧固件如弹簧、螺栓等的材料，需要测定松弛性能。[1]
⑦ 什么是钢筋应力松弛
钢筋应力松弛是指在保证应变不变，随着时间增加，应力下降的现象。