預應力混凝土結構摩擦損失計算公式的改進及系數的取值

1、預應力混凝土結構摩擦損失計算公式的改進及系數的取值摘要：通過對預應力混凝土摩擦系數的深入分析，給出計算摩擦損失的簡化計算方法，并給出相應的摩擦系數。關鍵詞：預應力筋長度效應曲率效應摩擦損失摩擦系數improvement on calculation formula of friction loss in prestressde concrete structure and coefficientli zheinstitute of civil engineering，lanzhou jiaotong universitylanzhou730070abstract：according to an

2、alysis of the prestressed concrete friction coefficient ，he calculation of the friction loss and corresponding friction coefficient are givenkeywords：prestressed tendonlength effectcurvature effectfriction lossfriction coefficient中圖分類號：tu378文獻標識碼：a文章編號：預應力損失因素可歸納為兩類：一是錨下張拉控制應力不足，包括混凝土的彈性收縮損失、混凝土的收縮徐

3、變損失、預應力鋼筋應力松弛及錨具變形損失等；二是預應力沿程損失也稱摩擦損失。預應力孔道的摩擦理論認為：預應力筋與孔道間的摩擦由兩部分組成：一是由于孔道偏差引起的，它與孔道長度有關；二是由于曲線孔道的曲率使預應力筋與孔道產生附加的徑向應力產生的。在總預應力損失中以摩擦損失所占比重最大。本文從摩擦理論入手，對規(guī)范中所給出的預應力損失公式進行簡化并提出對應簡化公式的系數的討論。1.摩阻的產生沿程損失又稱摩擦損失，是指預應力筋與周圍接觸的混凝土或套管之間發(fā)生的應力損失。摩擦損失由長度效應和曲率效應兩部分組成。長度效應是由于直線預應力鋼筋在施工過程中由于技術原因造成的孔道偏差所引起的。長度效應的大小取決

4、于預應力筋的長度、控制應力、預應力鋼筋及周圍管道的摩擦系數、管道的順直度及預應力的施加方式等。曲率效應是由曲線筋的曲率摩擦損失和孔道偏差兩部分組成的。其影響因素取決于預應力筋的曲率、控制應力、預應力筋及周圍管道的摩擦系數等。2.預應力體系摩擦損失理論圖1預應力筋的摩擦損失如圖所示，在轉角為處取微段，其重心位于一半徑為r的圓弧上，則預應力筋長度范圍對應的角度變化為且微段內預應力可認為不變并等于p，則由p產生的徑向應力分量。摩擦損失量可以用壓力n乘以摩擦系數來表示（）分離變量并在0間積分，得到（1）長度效應是指在沿預應力鋼筋長度上有不均勻的轉角波動引起的摩擦，由長度效應系數引起的來代替，則公式可改

5、寫成（2）兩部分疊加結果為（3）其中：為考慮孔道每米長度局部偏差的摩擦系數；為預應力筋與孔道壁之間的摩擦系數。3.分析與探討直線型孔道的接觸效應很弱，它主要取決于孔道的偏差程度，由孔道的施工制作的順直度及以梁段自身作為臺座對預應力筋張拉造成的孔道變形決定。曲線形孔道的接觸效應取決于孔道設計的彎曲程度及施工中張拉預應力筋造成的孔道偏差共同決定。本論文給出了直線型孔道和曲線形孔道摩擦損失的計算公式從形式上只考慮其主要的影響因素，進而討論公式中的摩擦系數、與規(guī)范中摩擦系數、取值的異同。4.簡化公式及系數的導出根據直線型孔道和曲線形孔道的摩擦損失特點，建議采用如下的公式分別進行計算：4.1直線型直線型

6、孔道的摩擦損失主要是沿長度方向的孔道偏差引起的，其值很小，可采用下列簡化公式計算：（4）4.2曲線形曲線形孔道的摩擦損失主要由設計曲率決定的，略去孔道偏差影響，可采用下列簡化公式計算：（5）4.3直線型孔道摩擦系數由公式（4）可得：（6）結論：可取0.0038，由公式（6）得到的與由經典摩阻理論公式（2）所推得的完全相同。說明：在直線筋的預應力損失計算中，可以采用線性表達式（4）來代替指數函數（2），這樣在計算上得到了簡化。4.4曲線型孔道摩擦系數由公式（5）可得：（7）結論：可取0.09，與規(guī)范給出的摩擦系數相同。說明：在曲線筋的預應力損失計算中，可以只考慮曲率效應，其計算誤差滿足工程需求，這樣在計算上得到了簡化。參考文獻吳轉琴,曾昭波等.緩粘結預