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技术文章

钢绞线标称强度1860N/mm²,设计时为什么只取1320?

1860N/mm²是钢绞线拉断时的极限抗拉强度标准值,1320N/mm²是承载力计算能用的抗拉强度设计值。BICP银泰建构在预应力梁板项目里,张拉控制应力按fptk的0.7或0.75取,承载力和抗震指标按fpy=1320N/mm²算。对1860级Φ15.2低松弛钢绞线来说,这两个数一个管施工阶段张拉,一个管构件承载,图纸会审时对不上,多是把两栏看串了。

作者:BICP银泰建构
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适用场景

技术文章钢绞线强度设计值、fptk、fpy、张拉控制应力、预应力损失、抗震控制指标
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导语

最常见的两个误判,是拿1320当1860打了折的安全系数,或者反过来拿1860当可用强度直接算配筋。钢绞线拉断前没有明显的屈服平台,工程上也不会把它真拉到断,规范的处理办法是取0.85倍极限强度作条件屈服点,再除以不小于1.2的材料分项系数,取整后落到1320N/mm²。这个数是按材料的取值规则算出来的,不是比例折扣。

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适合哪些项目

  • 适合:房屋建筑里用得最多的钢绞线是1860级、Φ15.2、公称面积140mm²的低松弛产品;后张有粘结梁、无粘结平板、超长结构的温度筋,取值都按这一套。
  • 不适合:强度级别不是1860的钢绞线,1320不能直接搬过去用,要按对应级别另取设计值。
  • 需要先确认:钢绞线的公称直径和强度级别、有粘结还是无粘结、结构抗震等级。

换了公称直径,设计值不动,动的是单根截面面积和这根钢绞线用几根。抗震等级也不改设计值本身,改的是几个控制指标的限值,下面单说。

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四个数各管什么

量 取值(1860级Φ15.2) 用在哪
极限强度标准值 fptk 1860N/mm² 定张拉控制应力的基数、材料进场验收
张拉控制应力 σcon 1302N/mm²(0.7fptk)或1395N/mm²(0.75fptk) 算千斤顶张拉力,张拉那一刻的端部应力
抗拉强度设计值 fpy 1320N/mm² 承载力、抗震指标、折算配筋率
抗压强度设计值 f'py 390N/mm² 预应力筋受压时(一般不参与受压计算)

表里最容易让人停下来的是张拉控制应力那一栏:取0.75fptk得1395N/mm²,反倒高过1320,两个数并不打架。1395是张拉那一刻张拉端的应力,属施工阶段的短暂值;张拉一结束,锚固回缩、孔道摩擦和应力松弛就把它往下削。1320是构件到承载能力极限状态时预应力筋的应力设计值,一个管施工,一个管承载。

超长结构的温度筋更直白:它的作用是把降温和收缩拉出的应力压住,张拉控制应力可以取到0.75fptk即1395N/mm²,高过承载力用的1320,拆模时间按施工组织单独安排。同一个工程里两个数并存,是取值依据不同。

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取错基数,代价落在哪

按1860算配筋,代价最直接。梁端折算配筋率核算时,一根15.2钢绞线折算成HRB400钢筋是513mm²,倒推就是513×360÷140≈1319,用的正是1320。折算配筋率是梁端截面的控制指标,2002版规范里2.5%是强条,2010版取消强条,核算照做。基数一错,梁端配筋够不够的判断跟着偏,等荷载压上去才显形。

把1320理解成1860除以1.4的安全系数,更隐蔽。1860÷1320约等于1.41,可这个1.41是0.85和1.2两个系数复合出来的。一旦当折扣看,优化配筋时第一个动的就是它;而1320算出来的量正是承载力需要的量,按1860省下的那部分不在优化空间里。

第三种是拿张拉端的数当有效预应力。1302或1395是千斤顶读数对应的端部应力,不是留在结构里的预应力。大连港毅都冷链全球中心仓项目二期的方案里,孔道偏差摩阻系数k取0.0015/m、摩擦系数μ取0.25、锚具回缩取5mm,三个参数一进计算,有效预应力就降下来,抗裂验算跟着吃紧。材料强度到构件承载力之间还有锚固这一道:锚具组装件按批验收,锚具效率系数不小于0.95,试件破断时总应变不小于2%。现场量到的回缩量只是损失分析的输入之一,取多少要结合孔道、束型和锚固构造。

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项目里两套数怎么并存

云南东盟冷库的预应力分项用Φ15.2、1860级低松弛钢绞线,fpy取1320N/mm²,张拉控制应力σcon=0.7fptk=1302N/mm²,YCW25千斤顶单根张拉,单根张拉力182.3kN,就是1302乘140mm²得来的。张拉分两批,混凝土到75%强度先张一束里的两根,到100%再张余下两根。同一份方案里,定张拉用1860作基数,算承载力用1320,两条线各走各的。

抗震指标也挂在1320上:预应力度一级不大于0.60、二三级不大于0.75,梁端相对受压区高度一级不大于0.25、二三级不大于0.35,梁端截面还要算受压钢筋。

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参考依据

  • 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010
  • 《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224
  • 《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370
  • 锚具组装件静载锚固性能:效率系数不小于0.95,试件破断时总应变不小于2%
  • 云南东盟冷库预应力分项工程
  • 大连港毅都冷链全球中心仓项目二期预应力方案
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相关产品和资料

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常见问题

Q1 无粘结体系的1320和有粘结一样吗?

一样。设计值取自钢绞线本身,跟体系无关。不一样的是损失构成:无粘结走单孔锚具、张拉后不灌浆,有粘结走群锚、张拉后灌浆,各按自己的孔道和锚固参数算损失。

Q2 有效预应力一般打几折?

没有通用的折减系数。损失分短期和长期两段,短期有锚具回缩、混凝土弹性压缩、摩擦,长期有收缩徐变和松弛。束越长、弯曲越多、孔道越糙,摩擦损失越大,只能按项目的孔道参数和张拉工艺算。

图纸到手,先核材料表里的强度级别和公称直径,再对张拉控制应力和损失参数;两栏数对不上时,先看它说的是张拉还是承载力。

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