預應力混凝土鋼絞線的彈性模量及計算方法
在了解鋼絞線彈性模量的計算方法之前,我們先來回顧下預應力鋼絞線的概念。預應力鋼絞線全稱預應力混凝土用鋼絞線,該產(chǎn)品主要用于預應力混凝土結構配筋用。如大跨度鐵路和公路的橋梁、吊車梁、巖土錨固工程、多層工業(yè)廠房等。該類鋼絞線鋼號為82B,常見的型號為15.24mm,12.7mm,17.8mm,21.6mm。結構是1*7,由7束鋼絲絞煉而成,目前執(zhí)行的國家標準為GB/T 5224-2014。
今天說到彈性模量,我們先來了解下彈性模量是什么意思。
彈性模量是工程材料重要的性能參數(shù),從宏觀角度來說,彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度,從微觀角度來說,則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反映。凡影響鍵合強度的因素均能影響材料的彈性模量,如鍵合方式、晶體結構、化學成分、微觀組織、溫度等。因合金成分不同、熱處理狀態(tài)不同、冷塑性變形不同等,金屬材料的楊氏模量值會有5%或者更大的波動。但是總體來說,金屬材料的彈性模量是一個對組織不敏感的力學性能指標,合金化、熱處理(纖維組織)、冷塑性變形等對彈性模量的影響較小,溫度、加載速率等外在因素對其影響也不大,所以一般工程應用中都把彈性模量作為常數(shù)。
彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標,其值越大,使材料發(fā)生一定彈性變形的應力也越大,即材料剛度越大,亦即在一定應力作用下,發(fā)生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標,相當于普通彈簧中的剛度。
鋼絞線彈性模量計算方法:
Ey(模量的代碼,下同)的的理論值為Ey=(1.9~1.95)×105Mpa,而在試驗報告中常會出現(xiàn)Ey’= (2.04~2.06)×105Mpa的結果,如按Ey’=2.04×105Mpa計算張拉伸長量,則理論值與實際值的誤差將達:,這里已超過施工規(guī)范 6%的誤差范圍了。其原因在于Ey= ,由于試驗值中并未用真實的鋼絞線面積Ay’代進上式計算,而是采用了理論值Ay(偏小值)代進上式計算Ey,從而得到了偏大的Ey’值。因而,在工程應 用中的伸長值控制,必須按實測值Ey’控制,而不應是理論值Ey的計算伸長量。常見的15.24mm鋼絞線彈性模量在195-198Gpa之間。
15.24mm鋼絞線