预应力钢筋张拉完毕或经历一段时间后，由于张拉工艺和材料本身的性能等因素，预应力钢筋中的拉应力值将逐渐降低，这种现象称为预应力损失。预应力损失会降低预应力的效果，降低构件的抗裂性和刚度，有时还可能影响构件的受弯承载力。如果预应力损失过大，会使构件过早地出现裂缝，使有粘结预应力混凝土构件的界限破坏受压区高度减小，使无粘结预应力混凝土结构的受弯承载力明显降低。因此，正确估算和尽可能减小预应力损失是设计预应力混凝土结构构件的重要问题。
引起预应力损失的因素很多，下面我们将分项讨论各种预应力损失值的计算方法。
1）张拉端锚具变形和预应力钢筋内缩引起的预应力损失σl1
预应力钢筋在锚固时，由于锚具各部件之间和锚具与构件之间的缝隙被挤紧或预应力钢筋在锚具中滑移等因素，使预应力钢筋回缩，引起预应力损失σl1。
（1）直线预应力钢筋的预应力损失σl1
对于直线预应力钢筋，σl1可按下列公式计算：
式中 a——张拉端锚具变形和预应力钢筋内缩值（以mm 计），按表10-2采用；
l——预应力钢筋张拉端至锚固端的距离，两端张拉时l取为构件长度的一半。
表10-2 锚具变形和预应力钢筋内缩值a 单位：mm
注：1.表中的锚具变形和钢筋内缩值也可根据实测数据确定。
2.其他类型的锚具变形和钢筋内缩值应根据实测数据确定。
对于块体拼成的结构，其预应力损失尚应计及块体间填缝的预压变形。当采用混凝土或砂浆为填缝材料时，每条填缝的预压变形值可取为1mm。
公式（10-1）没有考虑反向摩擦的作用，计算的预应力损失值沿预应力钢筋全长是相等的。
（2）曲线和折线预应力钢筋
对于后张法构件的曲线或折线预应力钢筋，张拉预应力钢筋时，预应力钢筋将沿孔道向张拉端方向移动，此时摩擦力阻止预应力钢筋向张拉端方向移动而产生摩擦损失σl2（详见下节），但锚固时，预应力钢筋回缩，其移动方向与张拉方向相反，因而将产生反向摩擦。由于反向摩擦的作用，锚具变形引起的预应力损失在张拉端最大，随着与张拉端的距离增大而逐步减小，直至消失（图10-14）。
图10-14 曲线预应力钢筋由于锚具变形而引起的预应力损失
对于曲线或折线预应力钢筋，由锚具变形和预应力钢筋内缩引起的预应力损失值σl1（以下简称锚固损失）应根据曲线或折线预应力钢筋与孔壁之间的反向摩擦的影响长度lf 范围内的预应力钢筋变形值与锚具变形和预应力钢筋内缩值相等的条件确定。
当预应力钢筋为圆弧形曲线（抛物线可近似为圆弧形），且圆弧对应的圆心角θ不大于30°时，距构件端部x（x≤lf）处的σl1可按下列近似公式计算：
式中 rc——圆弧形曲线预应力钢筋的曲率半径（m）；
μ——预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦系数，按表10-3取用；
κ——考虑孔道每米长度局部偏差的摩擦系数，按表10-3取用；
x——张拉端至计算截面的距离（以m 计），可近似取该段孔道在纵轴上的投影长度，且不应大于lf；
lf——反向摩擦的影响长度（以m 计，自构件张拉端计算）。
lf 可按下列公式计算：
式中 a——锚具变形和钢筋回缩值（以mm 计），按表10-2取用；
Es——预应力钢筋弹性模量（N／mm2）。
当预应力钢筋为其他曲线形状时，其预应力损失值可按《规范》附录D 的有关公式计算。
2）预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失σl2
在后张法预应力混凝土结构构件的张拉过程中，由于预应力钢筋与混凝土孔道壁之间的摩擦，随着计算截面距张拉端距离的增大，预应力钢筋的实际预拉应力将逐渐减小。各截面实际拉应力与张拉控制应力之间的这种应力差额称为摩擦损失σl2。
摩擦损失σl2可按下列公式计算（图10-15）：
图10-15 预应力摩擦损失计算
式中 x——张拉端至计算截面的孔道长度（m），可近似取该段孔道在纵轴上的投影长度；
θ——张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角（rad）。
当
时，近似取
，则σl2可按下列公式计算：
影响κ和μ 这两个参数取值的因素较多，主要有孔道的成型方法和质量、预应力钢筋接头的外形、预应力钢材的种类（尤其是表面形状）、预应力钢筋与孔壁的接触程度（如孔道尺寸）、预应力钢筋束外径与孔道内径的差值和预应力钢筋在孔道中的偏心距、曲线预应力钢筋的曲率半径和张拉力等。《规范》建议的κ 和μ 的取值列于表10-3。由于影响因素较多，表10-3中的建议值只是一般的情况，对重要结构及连续结构，建议由实测确定。
表10-3 摩擦系数
注：摩擦系数也可根据实测数据确定。
为了减少摩擦损失，当预应力钢筋较长或弯曲角度较大时，应在两端进行张拉，两端张拉可使摩擦损失大约减小一半。此外，采用超张拉的方法也可减少摩擦损失。
3）温度引起的预应力损失σl3(www.xing528.com)
先张法预应力混凝土构件常采用蒸汽养护。当温度升高时，新浇混凝土尚未硬结，与钢筋未粘结成整体，这时，预应力钢筋因受热膨胀而产生的伸长较台座多，而钢筋又被拉紧并锚固在台座上，其总长度将保持与台座相同，从而造成钢筋放松，拉应力减小。降温时，因混凝土已硬结并与预应力钢筋粘结成整体，且钢材与混凝土的膨胀系数又相近，两者将一起回缩，所损失的钢筋应力已不能恢复。
当被张拉的钢筋蒸汽养护的温差为Δt，钢材的线膨胀系数为αt=1×10-5／℃，则σl3按下列公式计算：
σl3=EsαtΔt=2×105×1.0×10-5Δt
即
为了减少温差损失，可采用两次升温养护，即首先按设计允许的温差（一般不超过20℃）养护，待混凝土强度达到10N／mm2 以后，再按一般升降温制度养护。
对于在钢模上张拉预应力钢筋的构件，因钢模和构件一起加热养护，可不考虑这项预应力损失。
4）钢筋应力松弛引起的预应力损失σl4
钢筋在高应力下，具有随时间增长而产生塑性变形的性能，在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力会随时间的增长而降低，这种现象称为应力松弛，由此引起的钢筋应力的降低值称为应力松弛损失σl4。
应力松弛值与初应力、极限强度及时间有关。张拉应力越大，则松弛值越大。在第1min内的松弛值大约为总松弛的30%，5min内为40%，24h内完成80%～90%，以后逐渐收敛。
根据国内试验资料，由钢筋应力松弛引起的预应力损失可按下列公式计算：
（1）消除应力钢丝、钢绞线
普通松弛：
低松弛：
当σcon≤0.7fptk时
当0.7fptk＜σcon≤0.8fptk时
（2）中强度预应力钢丝
（3）预应力螺纹钢筋
预应力钢筋的松弛损失与张拉控制应力有关，当预应力钢筋的拉应力小于0.5fptk时，松弛损失可近似取为零。
5）混凝土收缩、徐变引起的预应力损失σl5
在一般温度条件下，混凝土会发生体积收缩；在持续压应力作用下，混凝土会产生徐变。混凝土的收缩和徐变都会使构件缩短，从而使预应力钢筋产生预应力损失σl5。
混凝土收缩和徐变引起的预应力损失值往往是同时发生且相互影响。为简化计算，在《规范》中，将它们合并考虑。
混凝土收缩和徐变引起的受拉区和受压区预应力钢筋Ap 和
中的预应力损失σl5和
可按下列方法确定。
（1）在一般情况下，对先张法、后张法构件的预应力损失
可按下列公式计算：
先张法构件
后张法构件
式中 
——在受拉区、受压区预应力钢筋合力点处的混凝土法向压应力；
——施加预应力时的混凝土ρ、ρ′——受拉区、受压区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋率：对先张法构件，ρ=
；对后张法构件，
；对于对称配置预应力钢筋和非预应力钢筋的构件，配筋率ρ、ρ′应分别按钢筋总截面面积的一半进行计算。
在受拉区、受压区预应力钢筋合力点处的混凝土法向压应力
应根据构件制作情况，考虑张拉时结构自重的影响确定，此时，预应力损失值仅考虑混凝土预压前（第一批）的损失，非预应力钢筋中的应力
值应取为零。当
时，混凝土仅产生线性徐变；当
时，混凝土将产生非线性徐变，由徐变引起的预应力损失将增加较多。因此，《规范》规定，
值不得大于
；当
为拉应力时，则公式（10-13）、公式（10-15）中的
应取为零。
对处于干燥环境（在年平均相对湿度低于40%的条件下）的结构，σl5及
值应增加30%。
（2）对重要结构构件，当需要考虑施加预应力时混凝土龄期、理论厚度的影响，以及需要考虑预应力钢筋松弛及混凝土收缩、徐变引起的应力损失随时间变化时，宜按《规范》附录K 建议的公式计算（由于篇幅所限，此处从略）。
由上述可见，在
值相同的情况下，后张法的σl5及
比先张法小，这是因为后张法构件在施加预应力时，混凝土已经完成了部分收缩，所以，收缩引起的预应力损失较小。
必须指出，混凝土收缩徐变损失σl5及
（其中徐变损失较收缩大）在总的预应力损失中所占比重较大。在曲线配筋构件中，一般占总预应力损失的30%左右；在直线配筋构件中，一般可达60%左右，因此，降低混凝土收缩和徐变损失是预应力混凝土结构设计和施工中应予着重考虑的问题。
6）螺旋式钢筋挤压混凝土所引起的预应力损失σl6
在采用螺旋式预应力钢筋的环形构件中，混凝土在预应力钢筋的挤压下，沿构件截面径向将产生局部挤压变形，使构件截面的直径减小，造成已张拉锚固的预应力钢筋的应力降低。构件截面直径d 越小，预应力损失越大。所以，《规范》规定：
当d≤3m 时 σl6=30N／mm2
当d＞3m 时 σl6=0
除了上述几种预应力损失外，在后张预应力混凝土构件中，当预应力钢筋采用分批张拉时，由于受后一批张拉的预应力钢筋所产生的混凝土弹性压缩的影响，先一批张拉锚固的预应力钢筋将产生预应力损失，其值为αEσpci，此处，σpci为后一批张拉的预应力钢筋在已张拉的钢筋截面重心处产生的混凝土法向应力。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
