CN107229797A - 一种提高预应力钢筋摩擦损失计算准确度的方法 - Google Patents

一种提高预应力钢筋摩擦损失计算准确度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高预应力钢筋摩擦损失计算准确度的方法，其具体操作如下：选取工程中的若干预应力构件作为试验构件，分别在构件的两端安置压力环、压力环与锚环之间设置限位装置；进行测试前需要标定压力环，从而准确测到不同张拉阶段的张拉力和锚固力，然后进行数据点统计分析。本发明采用了现场测试不同荷载作用下张拉端和锚固端的应力值，通过采用最小二乘法统计计算方法，较为准确的求得预应力摩擦损失相应计算系数，从而为设计人员能够结合工程施工实际情况进行较为准确的计算，较好的保证了工程质量，提供了企业市场竞争力。

Description

一种提高预应力钢筋摩擦损失计算准确度的方法
技术领域
本发明涉及建筑施工计算方法，具体为一种提高预应力钢筋摩擦损失计算准确度的方法。
背景技术
后张法预应力混凝土结构预应力总损失包括张拉端锚具变形和钢筋内缩损失(σl1)、预应力钢筋摩擦(σl2)、预应力钢筋应力松弛(σl3)、混凝土的收缩和徐变(σl5)等，其中预应力钢筋摩擦(σl2)在所有预应力损失总和所占比例较大，尤其是跨距较大、曲线设计较长的连续曲线及空间预应力束形。预应力钢筋摩擦(σl2)的计算国内外均采用了公式，区别是每米局部偏差的摩擦系数k及预应力钢筋与孔道壁摩擦系数μ采用的不同，因此如何准确确定该两个系数成为关键。
预应力钢筋摩擦损失主要是由孔道的弯曲和管道的偏差两部分产生，其数值主要受施工质量的影响，不同施工劳务队伍施工后测得的摩擦损失差别较大，目前设计人员对该数值的选取多采用规范规定值，并没有认真反映现场施工的实际情况。
在预应力结构设计中，张拉控制力扣除各种摩擦损失为设计的有效预应力，在各种预应力损失中预应力摩擦损失所占比例较大，有效预应力取值不准确会影响到结构的变形、反拱、开裂荷载等，预应力损失计算偏高或偏低都是不利的。
如何客观的反映结构的真实情况，避免在直接采用规范摩擦系数及经验值进行计算使结构整体质量得到保证显得尤其重要。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种通过实测现场施工数据，并统计分析出摩擦影响系数μ和偏差影响系数k，以便反馈给设计人员，提高设计施工质量水平的提高预应力钢筋摩擦损失计算准确度的方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种提高预应力钢筋摩擦损失计算准确度的方法，其具体操作如下：选取工程中的若干预应力构件作为试验构件，分别在构件的两端安置压力环、压力环与锚环之间设置限位装置；进行测试前需要标定压力环，从而准确测到不同张拉阶段的张拉力和锚固力，然后进行数据点统计分析。
1)、将构件两端均初张拉10％σcon，将其中一端张拉到40％σcon锁定；另外一端分别张拉到40％、60％、80％、100％σcon，并记录预应力筋稳定后的油压表读数，卸载交换两端位置，重复上述过程，主要步骤为：
①张拉前，安装锚环、千斤顶、压力环；
②两端均张拉到10％σcon稳定，读取两端读数；
③将两端均张拉到40％σcon稳定，读取两端读数；
④将其中一端张拉到60％σcon稳定，读取两端读数；
⑤将该端张拉到80％σcon稳定，读取两端读数；
⑥将该端张拉到100％σcon稳定，读取两端读数；
⑦卸载，交换两端位置；
⑧重复①～⑦位置；
2)、数据的统计分析：摩擦损失理论，可知预应力筋张拉力的摩擦损失计算公式为：
F＝Fcone-(kx+μθ) (1)
式中：Fs——两端预应力束损失值；
Fcon——张拉端的预应力张拉控制值；
F——锚固端的预应力控制拉力；
由(2)可得：令kx+μθ＝C，xi、θi分别表示每次张拉时构件的长度及管道弯折角度，记ei＝kxi+μθi-ci，表示总偏差，为使总偏差最小，则需最小；
由极值原理：
令：
解此联立方程(3)和(4)得：
从而可确定常数k、μ。
积极有益效果：本发明采用了现场测试不同荷载作用下张拉端和锚固端的应力值，通过采用最小二乘法统计计算方法，较为准确的求得预应力摩擦损失相应计算系数，从而为设计人员能够结合工程施工实际情况进行较为准确的计算，较好的保证了工程质量，提供了企业市场竞争力。
具体实施方式
下面结合具体例子，对本发明做进一步的说明：
选取工程中的若干预应力构件作为试验构件，分别在构件的两端安置压力环、压力环与锚环之间设置限位装置。进行测试前需要标定压力环，从而准确测到不同张拉阶段的张拉力和锚固力。
1)、将构件两端均初张拉10％σcon，将其中一端张拉到40％σcon锁定；另外一端分别张拉到40％、60％、80％、100％σcon，并记录预应力筋稳定后的油压表读数，卸载交换两端位置，重复上述过程，主要步骤为：
①张拉前，安装锚环、千斤顶、压力环；
②两端均张拉到10％σcon稳定，读取两端读数；
③将两端均张拉到40％σcon稳定，读取两端读数；
④将其中一端张拉到60％σcon稳定，读取两端读数；
⑤将该端张拉到80％σcon稳定，读取两端读数；
⑥将该端张拉到100％σcon稳定，读取两端读数；
⑦卸载，交换两端位置；
⑧重复①～⑦位置；
2)数据的统计分析方法
由前面的摩擦损失理论，可知预应力筋张拉力的摩擦损失计算公式为：
F＝Fcone-(kx+μθ) (1)
式中：Fs——两端预应力束损失值；
Fcon——张拉端的预应力张拉控制值；
F——锚固端的预应力控制拉力；
由(2)可得：令kx+μθ＝C，xi、θi分别表示每次张拉时构件的长度及管道弯折角度，记ei＝kxi+μθi-ci，。表示总偏差，为使总偏差最小，则需最小；
由极值原理：
令：
解此联立方程(3)和(4)得：
从而可确定常数k、μ。
在预应力结构设计中，张拉控制力扣除各种摩擦损失为设计的有效预应力，在各种预应力损失中预应力摩擦损失所占比例较大，有效预应力取值不准确会影响到结构的变形、反拱、开裂荷载等，预应力损失计算偏高或偏低都是不利的。所以，通过实测准确的了解预应力损失的情况尤为重要。
本发明采用了现场测试不同荷载作用下张拉端和锚固端的应力值，通过采用最小二乘法统计计算方法，较为准确的求得预应力摩擦损失相应计算系数，从而为设计人员能够结合工程施工实际情况进行较为准确的计算，较好的保证了工程质量，提供了企业市场竞争力。
以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，在所述普通技术人员所具备的知识范围内，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨与范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种提高预应力钢筋摩擦损失计算准确度的方法，其特征在于，其具体操作如下：选取工程中的若干预应力构件作为试验构件，分别在构件的两端安置压力环、压力环与锚环之间设置限位装置；进行测试前需要标定压力环，从而准确测到不同张拉阶段的张拉力和锚固力，然后进行数据点统计分析。
2.根据权利要求1所述的一种提高预应力钢筋摩擦损失计算准确度的方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：
1)、将构件两端均初张拉10％σcon，将其中一端张拉到40％σcon锁定；另外一端分别张拉到40％、60％、80％、100％σcon，并记录预应力筋稳定后的油压表读数，卸载交换两端位置，重复上述过程，主要步骤为：
①张拉前，安装锚环、千斤顶、压力环；
②两端均张拉到10％σcon稳定，读取两端读数；
③将两端均张拉到40％σcon稳定，读取两端读数；
④将其中一端张拉到60％σcon稳定，读取两端读数；
⑤将该端张拉到80％σcon稳定，读取两端读数；
⑥将该端张拉到100％σcon稳定，读取两端读数；
⑦卸载，交换两端位置；
⑧重复①～⑦位置；
2)、数据的统计分析：摩擦损失理论，可知预应力筋张拉力的摩擦损失计算公式为：
F＝Fcone-(kx+μθ) (1)
式中：Fs——两端预应力束损失值；
Fcon——张拉端的预应力张拉控制值；
F——锚固端的预应力控制拉力；
由(2)可得：令kx+μθ＝C，xi、θi分别表示每次张拉时构件的长度及管道弯折角度，记ei＝kxi+μθi-ci，表示总偏差，为使总偏差最小，则需最小；
由极值原理：
令：
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解此联立方程(3)和(4)得：
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