应力松弛(97-2003).ppt

预应力钢丝、钢绞线应力松弛 0.引言 引用实例，探讨各个影响因素对预应力钢丝、钢绞线应力松弛的影响 重温本科课程《钢筋混凝土结构设计原理》中预应力损失的计算公式，从一个侧面反映研究应力松弛的现实意义，进而引入影响应力松弛的因素（温度、时间，初应力） 说明研究预应力钢材应力松弛的现实意义 介绍两个应力松弛的基本概念 1.基本概念 应力松弛： 在总应变不变的条件下，材料长期保持拉应力时，出现应力逐渐下降的现象称为应力松弛。如：弹簧变松、橡皮筋变松 初应力损失量 初应力 松弛率= 2. 预应力损失的计算方法 预应力构件在施工和使用过程中，预应力钢筋的预应力将不断下降。按照产生预应力损失的主要原因，预应力损失基本分为以下6种,这里介绍第4种。 1.锚固损失 2.摩擦损失 3.温差损失 4.预应力筋的松弛损失 5.混凝土收缩、徐变损失 6.混凝土局部挤压引起的损失 预应力筋的松弛损失 的计算公式： 普通松弛： 低松弛： 当 时： 当 时: ----------预应力筋极限强度标准值 ----------张拉控制应力 低松弛-------在20℃的条件下，施加的初应力为材料最大拉应力的70%，经过1000小时，应力松弛率不大于2.5%的钢丝、钢绞线 普通松弛----试验条件同上，应力松弛率大于2.5%但小于8%的钢丝、钢绞线 通过低松弛与普通松弛预应力钢丝、钢绞线的定义，不难看出，影响预应力钢丝、钢绞线的影响因素主要有三条：（1）温度（2）初始应力（3）时间，下面通过实例进一步探讨各个影响因素的作用 3.实例 本例截自《土木工程学报》题目为《高温下1770级 钢丝蠕变及应力松弛性能试验研究》，此文主要通过实验的方式给出这种钢丝在高温下，蠕变和应力松弛的计算公式，通过这个实验可以帮助我们直观的了解温度、初始应力、时间对预应力钢丝、钢绞线应力松弛的影响。 (1)实验仪器： ①MTS810试验机(提供动力、控制位移、测量应力) ②高温材性试验炉(加热、控温) ③引伸计(测量应变) MTS810试验机 （2）实测1770级 钢丝在常温下的本构关系曲线 注：1770级 表示的是抗拉强度不小于1770MP， 公称直径为5mm的消除应力钢丝 常温下极限抗拉强度： 极限强度点应变： 弹性模量： 比例极限： 条件屈服强度： 条件屈服强度点应变： （注：HRB500级钢筋极限抗拉强 ） （3）实验方案与结果（分三步） ①升温实验：选取10个温度水平，由100℃---550℃，每隔50℃一个水平。初应力水平选取5个，分别为250N/m㎡，501N/m㎡，751N/m㎡，1002N/m㎡，1169N/m㎡，总共26个钢丝试件，试验时间为2小时，绘制不同应力水平下，应力松弛值 和时间 t 的关系曲线（ - t 曲线） 初应力为501MP 初应力为751MP 初应力为1002MP 初应力为1169MP - t 曲线 结论： 1.应力松弛值（或松弛率）随时间增长而增长，但最终会趋于稳定。 2.在高温条件下，在前20分钟左右应力松弛值增长十分迅速，在前60分钟，应力松弛值的增长速度较快。 3.在相同初应力条件下，应力松弛值的增长速度随温度提高而加快。 4.在同一时间，在相同初应力条件下，应力松弛值（或松弛率）会随着温度的提高而增加。 5.在同一时间，在相同温度条件下，应力松弛值随初应力的提高而增加。 ②降温实验：升温实验结束后，抽取10个钢丝试件进行降温实验，降温至30℃，绘制不同应力水平下，应力提高值-----试件温度降低值的关系曲线 初应力为501MP 初应力为751MP 初应力为1002MP 初应力为1169MP 应力提高值-----试件温度降低值的关系曲线 结论： 1.随着温度的升高，应力松弛值会降低，钢丝的应力迅速恢复 2.经高温松弛后，钢丝恢复的应力值可能会超过初应力值，即应力松弛率超过100% ③极限拉伸强度实验：对余下的16个钢丝试件，经2小时应力松弛后，维持温度水平不变，将它们拉断，记录其极限拉伸强度，并与已知数据进行对比 注:对比曲线来自——————束得林.金属力学性能[M].北京:机械工业出版社，1987 结论： 某高温下的应