5．预应力钢材应力—应变曲线和应力松弛
(1) 应力—应变曲线
碳素钢丝或钢绞线均属硬钢，其应力—应变曲线见下图。

当钢丝拉伸到超过比例极限σ p ( 习惯上采用残余应变为0.01% 时的应力) 后，σ-ε 关系呈非线性变化，没有明显的屈服点。

当钢丝拉伸超过σ 0.2 ( 残余应变为0.2%) 后，应变ε 增加较快；当拉伸至最大应力σ b 时，应变ε 继续发展，在σ-ε 曲线上呈现为一水平段，然后断裂。

(2) 应力松弛
应力松弛是指钢材受到一定的张
拉力之后，在长度保持不变的条件
下，钢材的应力随时间的增长而降
低的现象，其降低值称为应力松弛
损失。

产生应力松弛的原因主要是
由于金属内部位错运动使一部分
弹性变形转达化为塑性变形引起
的。

预应力钢材的松弛试验，应按国际
预应力混凝土协会 (FIP) 等单位
编制的《预应力钢材等温松弛试验
实施规程》进行。

试件的初应力取
0.6 σ b 、 0.7 σ b 和 0.8 σ
b ，环境温度为20 ± 1 ℃ ，在
松弛试验机上分别读出不同时间
的松弛损失率，试验应持续 1000h
或持续一个较短的期间推算至
1000h 的松弛率。

下图示出预应力
钢丝和热处理钢筋的应力松弛试
验算据，其松弛率与时间、钢种、
温度的关系如下：①应力松弛初
期发展较快，
第一小时相当于1000h的15%~35%，以后逐渐减慢。

钢丝应力松弛损失率R t = A lgt+ B ，与时间t有较
好的对数线性关系。

一年松弛损失率相当于1000h的12.5倍，50年松弛损失率为1000h的1.725倍；②
钢丝和钢绞线的应力松弛率比热处理钢筋和精轧螺纹钢筋大；③初应力大，松弛损失也大。

当σi>0.7σb 时，
松弛损失率明显增大，呈非线性变化；④随着温度的升高，松弛损失率急剧增加。

根据国外试验资料，40°C
时1000h松弛损失率约为20°的1.5倍。

预应力钢材的应力松弛试验数据
①一次张拉程序0→ σ i ；②超张拉程序；③超张拉程序0→1.03σi
减少松弛损失的措施为：
a. 采取超张拉程序
比一次张拉程序0→ σ i，可关少松弛损失10%；也可采用0→1.03 σ i 超张拉程序，松弛损失率虽然增大了，但剩余预应力仍比0→ σ i 程序大。

b ．采用低松弛钢绞线或钢丝，其松弛损失可减少70%~80%。