预应力张拉如何计算

预应力张拉的理论伸长量计算按规范要求进行，采用平均张拉应力法。具体公式：△L=Fp*L/Ap*Es。

式中：△L：理论伸长量（m）；

Pp：预应力筋平均张拉力（N）；

P：预应力筋张拉端的张拉力（N），其数值为：股数n×0.75×1860×140；

x:从张拉端至计算截面的孔道长度（m）；

θ：从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）；

k：影响系数，按图纸取；

μ：摩擦系数，按规范取；

L：预应力筋的长度（mm）；

Ap：预应力筋的截面面积，取140mm2；

Ep：预应力筋的d性模量，根据检验报告取。

扩展资料

预应力张拉就是在构件中提前加拉力，使得被施加预应力张拉构件承受压应力，进而使得其产生一定的形变，来应对结构本身所受到的荷载，包括构件自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等。 一般张拉用到钢绞线、千斤顶、锚板、夹片。

在工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢绞线，施加预拉应力,提高构件的抗弯能力和刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。

对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和d性变形这样做可以明显改善受拉模块的d性强度，使原本的抗性更强。

预应力采用两端对称同时张拉、张拉力和伸长量双控法，两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等工作一起进行。

千斤顶就位后，先将主油缸少许充油，使之蹬紧，让预应力钢绞线绷直，在钢绞线拉至规定的初应力σ0时，停机量测原始空隙并画线作标记。

预应力钢绞线张拉施力程序：0→初应力σ0→控制应力σk（持荷2分钟锚固）。σk为张拉时的控制应力（包括预应力损失在内）。

张拉施工的工作顺序：穿束→安装锚具→安装千斤顶及张拉设备→张拉、锚固→拆除千斤顶及张拉设备→压浆→存梁。

当计算地下水位以下土的自重应力时，应根据土的性质确定是否需要考虑水的浮力作用。通常认为水下的砂性土是应该考虑浮力作用的。

粘性土则视其物理状态而定，一般认为，若水下的粘性土其液性指数`I_L`＞ 1，则土处于流动状态，土颗粒之间存在着大量自由水，可认为土体受到水浮力作用；若`I_L`≤0，则土处于固体状态，土中自由水受到土颗粒间结合水膜的阻碍不能传递静水压力，故认为土体不受水的浮力作用；若0＜`I_L`＜1，土处于塑性状态，土颗粒是否受到水的浮力作用就较难肯定，在工程实践中一般均按土体受到水浮力作用来考虑。若地下水位以下的土受到水的浮力作用，则水下部分土的重度按有效重度g’计算，其计算方法同成层土体情况。

一、动态载荷的添加

通用程序控制中的外载荷为恒定载荷，对于材料在动态载荷作用下的破坏过程，所受的外载荷一般都是随着时间变化的载荷，例如三角波载荷等。通过对通用程序控制进行改进添加冲击三角波载荷，以适应对冲击问题的模拟。三角波载荷的示意图如图13-1所示。

图13-1 三角波载荷示意图

其中：Fmax为动态三角波冲击载荷的峰值；t1和t2分别为动态载荷的峰值时间和截止时间。

二、模型计算流程

岩石是一种典型的d脆性材料，在外力作用下，一般不会发生明显的塑性变形，因此可以不考虑材料的塑性变形。由于岩石的抗压强度远大于其抗拉强度，可以认为岩石在受压时，材料内部不会产生新的损伤，即不考虑体积压缩时的损伤累积。尽管在采用静态d性模型计算时，可以不考虑材料的损伤演化，但是由于在其他时步的计算过程中，产生的损伤是不会恢复的，所以在进行d性计算时，材料的d性模量将不同于最初的d性模量，变为损伤后的d性模量。根据以上的思路，可按照以下的计算流程来进行计算：

1.总体计算流程（针对单个块体）

（1）若块体单元损伤变量D为1，则不再对该单元进行计算而直接进入下一个单元的计算，否则进入（2）。

（2）计算体积应变εv，如果εv＜0即单元处于体积压缩状态，则进入（3），否则进入（4）。

（3）按照d性损伤模型，由应变计算应力，并且保持D值不变（不考虑体积压缩时的损伤积累），进入（5）。

（4）当岩石处于受拉状态时，材料的应力应变关系并不都是按照应力波衰减模型来计算的，而且还与应变变化率有一定的关系，仅当应变率大于10时，才能按照动态的应力波衰减模型，由应变计算应力值，进入（5）；而当应变率小于10时，按照岩石受压状态下的d性损伤模型来计算（高尔新等，1999），然后进入（5）。

（5）如果D＞1或D=1，则令D=1，并置当前所计算块体的压力和偏应力为零，进入下一步的计算。

在每一步的计算中需要对所有单元进行一一计算，并保存当前步的应力及应变计算结果以供下一步计算使用。

2.具体的计算模型和公式

第一步计算：

（1）由于对D值的计算需要用到D的变化率，因此本步计算中保持D值不变。

（2）应变变化率

岩石断裂与损伤

（3）体积应变

岩石断裂与损伤

（4）动态应力波衰减模型

σij=3K（1-D）εδij+2G（1-D）eij

即

岩石断裂与损伤

（5）d性损伤模型

岩石断裂与损伤

在以上各式中：E、G、K、μ分别为材料的d性模量、剪切模量、体积模量和泊松比。

第二步及其以后的计算：

（1）D值的计算：

岩石断裂与损伤

（2）应变变化率的计算：

岩石断裂与损伤

（3）体积应变的计算：

岩石断裂与损伤

应力波衰减模型与d性损伤模型同第一步相同。

以上的讨论和建立的公式都是针对于平面应力问题而言的，如果要求解的问题属于平面应变问题，需要把以上方程式中的E换为，μ换为。

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