本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高預應力鋼筋摩擦損失計算準確度的方法。

背景技術(shù)：

后張法預應力混凝土結(jié)構(gòu)預應力總損失包括張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮損失(σl1)、預應力鋼筋摩擦(σl2)、預應力鋼筋應力松弛(σl3)、混凝土的收縮和徐變(σl5)等，其中預應力鋼筋摩擦(σl2)在所有預應力損失總和所占比例較大，尤其是跨距較大、曲線設(shè)計較長的連續(xù)曲線及空間預應力束形，該數(shù)值的大小主要受施工工藝和質(zhì)量水平影響，目前設(shè)計人員對該數(shù)值的選取多采用規(guī)范規(guī)定值，并沒有認真反映現(xiàn)場施工的實際情況。預應力鋼筋摩擦(σl2)的計算國內(nèi)外均采用了公式，每米局部偏差的摩擦系數(shù)k及預應力鋼筋與孔道壁摩擦系數(shù)μ采用的不同，則預應力鋼筋摩擦σl2也會不同，因此如何準確確定該兩個系數(shù)成為關(guān)鍵。預應力鋼筋摩擦損失主要是由孔道的彎曲和管道的偏差兩部分產(chǎn)生，其數(shù)值主要受施工質(zhì)量的影響，不同施工勞務隊伍施工后測得的摩擦損失差別較大，如何客觀的反映結(jié)構(gòu)的真實情況，避免在直接采用規(guī)范摩擦系數(shù)及經(jīng)驗值進行計算使結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量得不到保證顯得尤其重要。在預應力結(jié)構(gòu)設(shè)計中，張拉控制力除去各種摩擦損失為設(shè)計的有效預應力，在各種預應力損失中預應力摩擦損失所占比例較大，有效預應力取值不準確會影響到結(jié)構(gòu)的變形、反拱、開裂荷載等，預應力損失計算偏高或偏低都是不利的。所以，通過實測準確的了解預應力損失的情況尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述背景技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種提高預應力鋼筋摩擦損失計算準確度的方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計人員對預應力鋼筋摩擦σl2數(shù)值的選取多采用規(guī)范規(guī)定值，并沒有認真反映現(xiàn)場施工的實際情況，精確度低，影響施工質(zhì)量等技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種提高預應力鋼筋摩擦損失計算準確度的方法，包括以下步驟：s1、選取若干預應力構(gòu)件作為試驗構(gòu)件，在試驗構(gòu)件的兩端從外向內(nèi)依次安裝錨環(huán)、千斤頂和壓力環(huán)，壓力環(huán)上設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器與讀數(shù)儀相連接；

s2、將試驗構(gòu)件兩端均初張拉10％σcon，σcon為張拉端預應力試驗構(gòu)件的張拉控制應力，然后將其中一端張拉到40％σcon鎖定，另外一端分別張拉到40％σcon、60％σcon、80％σcon、100％σcon，并記錄試驗構(gòu)件穩(wěn)定后的讀數(shù)儀的讀數(shù)，張拉端讀數(shù)儀的讀數(shù)為張拉端預應力實際值f張，錨固端讀數(shù)儀的讀數(shù)為錨固端預應力實際值f錨；然后卸載交換兩端位置，重復上述過程；

s3、由摩擦損失理論，可知預應力筋張拉力的摩擦損失計算公式為：

fs＝fcon-f錨-2fσ1＝fcon[1-e^-(kx+μθ)]，②

f張＝fcon，④

其中：fs為預應力束損失值，fcon為預應力張拉控制值，f錨為錨固端預應力實際值，f張為張拉端預應力實際值；fσ1為兩端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮損失，k為每米局部偏差的摩擦系數(shù)，μ為預應力鋼筋與孔道壁摩擦系數(shù)，χ為張拉時構(gòu)件的長度，θ為管道彎折角度，a為張拉端錨固變形和鋼筋內(nèi)縮值，l為張拉端至錨固端之間的距離，es為預應力鋼筋的彈性模量，as為預應力試驗構(gòu)件受力面積；

s4、由步驟s3中公式②可得：

令kx+μθ＝c，xi、θi分別表示每次張拉時構(gòu)件的長度及管道彎折角度，記εi＝kxi+μθi-ci，表示總偏差，為使總偏差最小，則需最?。?/p>

由極值原理：

令：

解此聯(lián)立方程③和④得：

從而可確定常數(shù)k、μ。

所述步驟s2中具體實施步驟為：

s2.1張拉前，調(diào)節(jié)錨環(huán)、千斤頂、壓力環(huán)，使其處于合適位置；

s2.2將試驗構(gòu)件兩端均張拉到10％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，即為f張，f錨；

s2.3將試驗構(gòu)件兩端均張拉到40％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，即為f張，f錨；

s2.4將試驗構(gòu)件其中一端張拉到60％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，即為f張，f錨；

s2.5將試驗構(gòu)件在s2.4中張拉的一端張拉到80％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，即為f張，f錨；

s2.6將試驗構(gòu)件在s2.4中張拉的一端張拉到100％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，即為f張，f錨；

s2.7卸載試驗構(gòu)件兩端的載荷，交換試驗構(gòu)件兩端位置；

s2.8重復s2.1～s2.7步驟。

本發(fā)明采用了一種提高預應力鋼筋摩擦損失計算準確度的方法，首先選取數(shù)個工程中較為代表意義的預應力構(gòu)件，通過試驗測得預應力鋼筋摩擦損失，通過對大量數(shù)據(jù)的最小二乘法進行統(tǒng)計分析，從而準確求得每米局部偏差的摩擦系數(shù)k及預應力鋼筋與孔道壁摩擦系數(shù)μ，就可以使設(shè)計人員能夠結(jié)合實測的數(shù)據(jù)進行設(shè)計，理論與實際相結(jié)合，提高施工質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明試驗構(gòu)件測試示意圖。

具體實施方式

如圖1所示：一種提高預應力鋼筋摩擦損失計算準確度的方法，包括以下步驟：第一步：選取若干預應力構(gòu)件可以為預應力鋼筋作為試驗構(gòu)件1，在試驗構(gòu)件1的兩端從外向內(nèi)依次安裝錨環(huán)2、千斤頂3和壓力環(huán)4，壓力環(huán)4上設(shè)有壓力傳感器，壓力傳感器與讀數(shù)儀5相連接，一端的壓力傳感器測量的是預應力張拉控制值fcon，另一端的傳感器測量的是錨固端的預應力控制拉力f。第二步：首先將試驗構(gòu)件兩端均初張拉10％σcon，σcon為張拉端預應力試驗構(gòu)件的張拉控制應力，然后將其中一端張拉到40％σcon鎖定，另外一端分別張拉到40％σcon、60％σcon、80％σcon、100％σcon，并記錄試驗構(gòu)件每次張拉穩(wěn)定后的讀數(shù)儀的讀數(shù)，張拉端讀數(shù)儀的讀數(shù)為張拉端預應力實際值f張，錨固端讀數(shù)儀的讀數(shù)為錨固端預應力實際值f錨；然后卸載交換兩端位置，重復上述過程；

s3、由摩擦損失理論，可知預應力筋張拉力的摩擦損失計算公式為：

fs＝fcon-f錨-2fσ1＝fcon[1-e^-(kx+μθ)]，②

f張＝fcon，④

其中：fs為預應力束損失值，fcon為預應力張拉控制值，f錨為錨固端預應力實際值，f張為張拉端預應力實際值；fσ1為兩端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮損失，k為每米局部偏差的摩擦系數(shù)，μ為預應力鋼筋與孔道壁摩擦系數(shù)，χ為張拉時構(gòu)件的長度，θ為管道彎折角度，a為張拉端錨固變形和鋼筋內(nèi)縮值，l為張拉端至錨固端之間的距離，es為預應力鋼筋的彈性模量，as為預應力試驗構(gòu)件受力面積；

s4、由步驟s3中公式②可得：令kx+μθ＝c，xi、θi分別表示每次張拉時構(gòu)件的長度及管道彎折角度，記εi＝kxi+μθi-ci，表示總偏差，為使總偏差最小，則需最小；

由極值原理：

令：

解此聯(lián)立方程③和④得：

從而可確定常數(shù)k、μ。

所述步驟s2中具體實施步驟為：

s2.1張拉前，調(diào)節(jié)錨環(huán)、千斤頂、壓力環(huán)，使其處于合適位置，對壓力傳感器傳感器進行標定，使其能準確測量到不同階段的張拉端預應力和錨固端預應力；

s2.2首先將試驗構(gòu)件兩端均張拉到10％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，一端讀數(shù)為fcon，另一端讀數(shù)為f錨；

s2.3然后將試驗構(gòu)件兩端均張拉到40％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，一端讀數(shù)為f張，另一端讀數(shù)為f錨；

s2.4將試驗構(gòu)件其中一端張拉到60％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，張拉端讀數(shù)為f張，另一端讀數(shù)為f錨；

s2.5將試驗構(gòu)件在s2.4中張拉的一端張拉到80％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，張拉端讀數(shù)為f張，另一端讀數(shù)為f錨；

s2.6將試驗構(gòu)件在s2.4中張拉的一端張拉到100％σcon，穩(wěn)定后讀取試驗構(gòu)件兩端讀數(shù)儀的讀數(shù)，張拉端讀數(shù)為f張，另一端讀數(shù)為f錨；

s2.7卸載試驗構(gòu)件兩端的載荷，交換試驗構(gòu)件兩端位置；重復s2.1～s2.7步驟，對同一構(gòu)件進行重新測量。

本發(fā)明采用了現(xiàn)場測試不同荷載作用下張拉端和錨固端的應力值，通過采用最小二乘法統(tǒng)計計算方法，較為準確的求得預應力摩擦損失相應計算系數(shù)，從而為設(shè)計人員能夠結(jié)合工程施工實際情況進行較為準確的計算，較好的保證了工程質(zhì)量。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。