[发明专利]一种考虑张拉次序影响的预应力损失精确计算方法

说明书

本发明公开了一种考虑张拉次序影响的预应力损失精确计算方法，包括以下步骤：S1、按照设计工况，确定预应力筋的根数以及张拉次序，根据张拉顺序，对预应力混凝土梁/板中预应力筋顺次进行编号，记录每根预应力筋的设计张拉应力，并依次排列形成张拉应力矩阵；S2、获取预应力混凝土梁/板的参数，并利用获取的预应力混凝土梁/板的参数信息构建预应力损失计算矩阵；S3、将预应力混凝土梁/板弹性压缩变形损失后每根预应力筋的张拉应力按照顺序排列，形成考虑损失的实际张拉应力矩阵；S4、根据张拉应力矩阵×预应力损失计算矩阵＝考虑损失的实际张拉应力矩阵的关系，计算预应力筋损失后张拉应力的数值。

技术领域

本发明涉及预应力混凝土设计技术领域，更具体的说是涉及一种考虑张拉次序影响的预应力损失精确计算方法。

背景技术

预应力混凝土结构的出现是混凝土结构发展的一次飞跃，该结构通过对钢筋施加预应力，从而使混凝土处于受压状态，从而延缓结构变形开裂。由于该结构可以有效地控制减小挠度，控制裂缝发展，提高耐久性，现在已被广泛地应用于桥梁、体育场馆等大跨度建筑中。由于施工工艺以及场地的限制等原因，预应力混凝土梁或板的预应力筋往往很难同时张拉，并且有些工程采用搭接张拉的施工方法，这就势必导致混凝土截面发生弹性压缩变形，使得预应力损失。这种预应力损失在后张法构件的总预应力损失中所占的比例约为10％～15％，最大则可达约25％。过高或过低地估计预应力损失，都会对预应力混凝土构件的使用性产生不利影响。过高的估计预应力损失，可能会导致混凝土梁在受荷之前开裂破坏；而过低地估计预应力损失，将可能导致梁的抗裂性能和刚度无法满足设计要求，影响结构服役性能，情况严重甚至可能会造成安全事故。

我国的规范，如《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)以及《预应力混凝土结构设计规范》(JGJ369-2016)都给出了此种预应力损失的计算方法。

但上述规范中的计算方法均没有考虑张拉次序的施工工艺对预应力筋实际预应力作用的影响，对混凝土弹性压缩损失的计算不全面，可能影响结构的安全性能。

因此，如何提供一种考虑张拉次序考虑张拉次序影响的预应力损失精确计算方法，进而计算出此种预应力损失的较为准确的数值，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种考虑张拉次序影响的预应力损失精确计算方法，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种考虑张拉次序影响的预应力损失精确计算方法，包括以下步骤：

S1、按照设计工况，确定预应力筋的根数以及张拉次序，根据张拉顺序，对预应力混凝土梁/板中预应力筋顺次进行编号，记录每根预应力筋的设计张拉应力，并依次排列形成张拉应力矩阵；

S2、获取预应力混凝土梁/板的参数，并利用获取的预应力混凝土梁/板的参数信息构建预应力损失计算矩阵；

S3、将预应力混凝土梁/板弹性压缩变形损失后每根预应力筋的张拉应力按照顺序排列，形成考虑损失的实际张拉应力矩阵；

S4、根据张拉应力矩阵×预应力损失计算矩阵＝考虑损失的实际张拉应力矩阵的关系，计算预应力筋损失后张拉应力的数值。

通过上述技术方案，本发明提供了一种考虑张拉次序的考虑张拉次序影响的预应力损失精确计算方法，可以计算出此种预应力损失的较为准确的数值；实现在较复杂的施工条件下，利用已知的任意截面混凝土梁、板的基本信息，以及因弹性压缩造成的预应力损失的计算矩阵，从而获得预应力损失的数值。