预应力钢筋的 6 种损失,本质就是原本拉得紧紧的钢筋,因为各种 “外界干扰”,慢慢变松、拉力减少。
1. 锚具变形和钢筋内缩损失(l₁)
通俗理解:像用夹子夹紧橡皮筋,松开手的瞬间,夹子会轻微回弹,橡皮筋会跟着松一点。
具体场景:张拉完钢筋后,用锚具(类似夹子)固定时,锚具本身会有微小变形,钢筋也会在锚具里稍微 “缩回去” 一点,导致原本的拉力减少。
关键特点:张拉完成、固定的那一刻就会发生,是 “即时损失”。
2. 预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦损失(l₂)
通俗理解:拉着绳子穿过弯曲的管道,管道内壁会磨绳子,让拉力被 “磨掉” 一部分。
具体场景:当钢筋穿过混凝土里的孔道时(尤其是孔道有弯曲时),钢筋和孔道壁会产生摩擦力。张拉钢筋的力,一部分要用来克服摩擦力,导致传到钢筋末端的实际拉力变小。
关键特点:孔道越弯、越长,摩擦力越大,损失就越多。
3. 混凝土加热养护时,预应力钢筋与承受拉力设备之间的温差损失(l₃)
通俗理解:用钳子夹住橡皮筋加热,橡皮筋想变长却被钳子卡住,只能被迫缩短、拉力变松。
具体场景:混凝土加热养护时,钢筋受热会 “热胀” 想变长,但固定钢筋的设备(如台座、锚具)要么膨胀慢,要么被固定住。钢筋没地方伸展,只能被迫缩短一点,拉力自然减少。
关键特点:只发生在 “加热养护” 的情况,常温养护不会有这种损失。
4. 预应力钢筋的应力松弛损失(l₄)
通俗理解:把橡皮筋拉到最长、固定住,放久了会发现它慢慢变松,拉力不如一开始强。
具体场景:钢筋被拉到规定应力后,即使温度不变、没有其他干扰,只要长期保持拉伸状态,钢筋内部的分子结构会慢慢 “适应” 这种拉伸,导致拉力逐渐减小(专业叫 “应力松弛”)。
关键特点:是 “长期损失”,时间越久,损失会缓慢增加,最终趋于稳定。
5. 混凝土的收缩和徐变损失(l₅)
通俗理解:用橡皮筋绑住一块刚和好的面团,面团慢慢变干、缩小,橡皮筋会跟着变松。
具体场景:混凝土凝固后会慢慢 “收缩”(水分蒸发导致体积变小),而且在长期压力下会缓慢变形(专业叫 “徐变”)。混凝土收缩或徐变时,会带着锚具一起轻微移动,原本拉紧的钢筋就会被 “放松”,拉力减少。
关键特点:是最主要的损失之一,收缩损失在混凝土凝固初期发生,徐变损失会持续好几年。
6. 螺旋式预应力钢筋,因混凝土局部挤压损失(l₆)
通俗理解:用弹簧圈紧紧套住一个软球,球被挤压会向外鼓,弹簧圈会被撑得稍微变松一点。
具体场景:当采用螺旋式钢筋(类似弹簧)对圆形或者环形构件(如柱子、管桩)施加预应力时,钢筋的拉力会让混凝土局部被挤压、向外凸起。这会让螺旋钢筋的直径稍微变大一点,钢筋被 “撑松”,拉力随之减少。
关键特点:只发生在 “螺旋式钢筋” 和 “圆形构件” 的组合中,其他类型钢筋不会有这种损失。

圆形构件(比如柱子)承受压力时,内部会产生 “向外鼓的力”(专业叫 “径向压力”),就像给气球打气,气太足会从中间鼓起来甚至炸掉。 螺旋筋就像用弹簧把气球紧紧勒住,它的拉力能抵消这种 “向外鼓的力”,让混凝土不会因为内部压力太大而出现裂缝,尤其是构件中间和底部这些容易开裂的地方。
让构件更 “扛造”—— 提高抗压能力
没有螺旋筋的圆形构件,压力大了可能直接被压碎;
套上螺旋筋后,它的拉力会给混凝土一个 “环向约束力”,相当于给混凝土加了一层 “保护壳”。
就像你用手攥紧一个纸筒,纸筒会更难被捏扁一样 —— 螺旋筋的 “勒紧力” 能让混凝土更能扛住外部压力,构件的承载能力会明显提高。
螺旋式预应力钢筋就是圆形混凝土构件的 “专属束腰”,用螺旋状的拉力把构件勒紧,既不让它被压裂,又能让它扛更大的压力。
锚具回弹(l₁)、孔道摩擦(l₂)、温差卡壳(l₃)、钢筋放久变松(l₄)、混凝土缩水 / 变形(l₅)、螺旋筋被撑松(l₆)—— 钢筋的 “拉力被各种因素偷走了”。
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