《預(yù)應(yīng)力混凝土》期末考試試卷(三套含答案)

1、班級 姓名 學(xué)號 -裝-訂-線-專業(yè)：土木工程 課程名稱： 現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu) 學(xué)分：1.5 試卷編號（A ）課程編號： 1411360 考試方式： 開卷 考試時間： 100 分鐘擬卷人(簽字)： 擬卷日期： 20011-5-12 審核人(簽字)： 得分統(tǒng)計表：題號一二三四五六七八九十總 分得分得分閱卷人一 、簡答題：（每小題8分，共80分）1、簡述預(yù)應(yīng)力度的定義。答：1）基于抗彎承載力的預(yù)應(yīng)力度的定義（PPR），其中表示由預(yù)應(yīng)力筋提供的抵抗彎矩；表示由預(yù)應(yīng)力筋和非預(yù)應(yīng)力筋共同提供的抵抗彎矩2）基于鋼筋拉力的預(yù)應(yīng)力度的定義（PPR），對于無明顯屈服臺階的鋼筋時：3）基于消壓彎矩或消壓軸力的預(yù)應(yīng)力度

2、的定義（PPR）其中：（或）表示消壓彎矩（或消壓軸力），即將控制截面受拉邊緣預(yù)壓應(yīng)力抵消為零時的彎矩值（或軸力值）；（或）表示使用荷載（不包括預(yù)應(yīng)力）下控制截面的彎矩值（或軸力值）2、用兩種理論解釋混凝土收縮的原因。答：第一種理論是：混凝土的收縮是由凝縮（水泥水化作用時體積減少）和干縮（混凝土中水分子揮發(fā)而引起體積減少）所組成的。第二種理論是：毛細管的作用：即混凝土內(nèi)部由骨架和小孔隙組成，水分在孔隙中形成凹形液面而產(chǎn)生表面張力，對孔壁產(chǎn)生垂直壓力而引起水泥漿膠體的壓縮。3、解釋預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)對混凝土的性能要求及其原因。答：1）高強：有效減小構(gòu)件尺寸、減輕自重，利于適應(yīng)大跨徑E較大，變形小，預(yù)

3、應(yīng)力損失較小提高粘結(jié)強度提高（錨固）端的受壓承載力2）低收縮、低徐變：原因為可降低預(yù)應(yīng)力損失3）快硬、早強：原因是可盡早施加預(yù)應(yīng)力，加快施工進度4）良好耐久性：原因是防止受腐蝕4、試說明張拉控制應(yīng)力不能太高和太低的原因。答：1）不能太高的原因：開裂荷載容易接近破壞荷載反拱過大，不易恢復(fù)局壓破壞可能性增加鋼筋易拉斷2）不能過低的原因：可能達不到預(yù)應(yīng)力的效果。5、試分別說明預(yù)應(yīng)力損失中瞬時損失和長期損失的含義及其所包括的具體預(yù)應(yīng)力損失。答：1）瞬時損失：是指施加預(yù)應(yīng)力時短期時間內(nèi)完成的損失，包括錨具變形鋼筋滑移的預(yù)應(yīng)力損失、混凝土彈性壓縮引起的預(yù)應(yīng)力損失、先張法蒸汽養(yǎng)護引起的預(yù)應(yīng)力損失、彎折點的摩

4、阻損失、后張法孔道摩擦損失、分批張拉引起的預(yù)應(yīng)力損失等2）長期損失：是指考慮了材料的時間效應(yīng)所引起的預(yù)應(yīng)力損失，包括混凝土的收縮徐變所引起的損失、張拉鋼筋應(yīng)力松弛引起的損失6、簡述無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的特點。答：1）預(yù)應(yīng)力鋼筋在縱向的兩錨固點間可以自由滑動，在混凝土梁體中起著拉桿的作用，其受力具有內(nèi)部超靜定結(jié)構(gòu)的特征；2）預(yù)應(yīng)力鋼筋可在混凝土體內(nèi)，也可以在體外；3）預(yù)應(yīng)力鋼筋的變形與混凝土變形不一致；4）預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力基本相等（尤其是摩擦力小時）：其抗彎承載力要比相應(yīng)的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力低，而且預(yù)應(yīng)力鋼筋很難達到極限強度；5）無粘結(jié)的體外預(yù)應(yīng)力：無需預(yù)留孔道，無需灌漿，易更換，經(jīng)濟性好；6）

5、平截面假定只適用于混凝土梁體的平均變形，不適用于無粘結(jié)鋼筋；7）最大彎矩區(qū)段的裂縫少（對于不配粘結(jié)非預(yù)應(yīng)力鋼筋的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件）；7、解釋預(yù)應(yīng)力混凝土受壓構(gòu)件中大偏心受壓破壞的過程、特征、條件及承載能力的主要影響部分。答：1）破壞過程：（遠離偏心壓力側(cè)）受拉鋼筋屈服，然后受壓區(qū)混凝土面積逐漸減少，直到最終被壓碎；2）破壞特征：臨近破壞時截面轉(zhuǎn)角較大，有明顯預(yù)兆，具有塑性破壞性質(zhì)；3）破壞條件：初始偏心距較大，（遠離偏心壓力側(cè)）受拉鋼筋的配筋率不高；4）承載能力：主要取決于遠離偏心壓力側(cè)的受拉鋼筋。8、試畫出先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件端部自錨區(qū)的粘結(jié)應(yīng)力、鋼筋應(yīng)力和混凝土應(yīng)力的圖形。答：粘結(jié)

6、應(yīng)力圖（1）：鋼筋應(yīng)力圖（2）混凝土應(yīng)力圖（3）9、試解釋下列各圖中非預(yù)應(yīng)力鋼筋的作用（其中實線表示預(yù)應(yīng)力鋼筋，虛線表示非預(yù)應(yīng)力鋼筋）。答：圖（1）表示在跨中處承受預(yù)應(yīng)力所引起的拉力；圖（2）表示承受預(yù)應(yīng)力所引起的壓力；圖（3）表示加強吊裝施工期間的預(yù)制梁的拉力；圖（4）表示分散裂縫和提高極限強度的作用；圖（5）表示在梁端處承受預(yù)應(yīng)力所引起的拉力；圖（6）表示加強有峰值彎矩（也即負彎矩）的懸臂和連續(xù)梁的支座；10、試寫出部分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件中以極限強度為基礎(chǔ)的截面設(shè)計方法的具體步驟。答：1）擬定截面（按介于鋼筋混凝土與全預(yù)應(yīng)力混凝土的中間情況）2）確定總的受拉鋼筋數(shù)量A（設(shè)都為預(yù)應(yīng)力）（按

7、正截面強度計算）3）確定所需的預(yù)應(yīng)力度PPR（按抗裂度要求），再根據(jù)PPR計算所需的預(yù)應(yīng)力鋼筋A(yù)P；4）確定非預(yù)應(yīng)力鋼筋的鋼筋種類和面積AS：5）統(tǒng)籌考慮選擇預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋，重新計算并驗算；得分閱卷人二、計算題（每題10小題，共20分）1、已知一混合配筋的部分有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土T形截面受彎構(gòu)件，截面尺寸及主要參數(shù)如下圖所示。，試采用簡化分析方法計算正截面抗彎承載力。解：1）截面混凝土受壓區(qū)形狀判別和高度計算：則。于是，混凝土受壓區(qū)高度可按下式計算：即4546=4066+1.0，解得2）正截面抗彎承載能力計算：2、已知，如圖所示，構(gòu)件計算長度；C50混凝土，；，（各），；，有效預(yù)應(yīng)力；

8、外荷載產(chǎn)生的，；求預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積。解：軸向壓力對截面重心偏心距附加偏心距，取，計算偏心距增大系數(shù)：取上式中，取和的中點離受壓邊的距離，計算彎矩一般來說，預(yù)應(yīng)力受壓構(gòu)件為大偏心受力，C50的由平衡方程求解得：，配11根鋼絞線相對界限受壓區(qū)高度計算相對界限受壓區(qū)高度：由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力C50的，為大偏心受壓構(gòu)件。專業(yè)：土木工程 課程名稱： 現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu) 學(xué)分： 試卷編號（B ）課程編號： 考試方式： 考試時間： 100 分鐘擬卷人(簽字)： 擬卷日期： 審核人(簽字)： 得分統(tǒng)計表：題號一二三四五六七八九十總 分得分一 、簡答題：（每小題8分，共80分）1、什么叫預(yù)應(yīng)力混凝土？答：美國混

9、凝土學(xué)會的定義：預(yù)應(yīng)力混凝土四根據(jù)需要人為地引入某一數(shù)值與分布的內(nèi)應(yīng)力，用以部分或全部抵消外荷載應(yīng)力的一種加筋混凝土。我國專家建議的預(yù)應(yīng)力混凝土的定義為：預(yù)應(yīng)力混凝土是根據(jù)需要人為到引入某一數(shù)值的反向荷載、用以部分或全部抵消使用荷載的一種加筋混凝土。所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：即結(jié)構(gòu)在承受外荷載以前，預(yù)先采用某種人為的方法，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部造成一種應(yīng)力狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)在使用階段產(chǎn)生拉應(yīng)力的區(qū)域先受到壓應(yīng)力，這項壓應(yīng)力與使用階段荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力抵消一部分或全部，從而推遲裂縫的出現(xiàn)和限制裂縫的開展，提高結(jié)構(gòu)的剛度。2、解釋預(yù)應(yīng)力混凝土對鋼筋的性能要求及其原因。答：1）高強：原因是可建立較高的有效預(yù)應(yīng)力值。2）較好

10、的塑性：原因是為了滿足一定的彎折要求和延性破壞要求。3）較好的粘結(jié)性：4）耐腐蝕性：5）穩(wěn)定性好：3、試分別說明、的含義。答：表示錨具變形和預(yù)應(yīng)力鋼筋內(nèi)縮所引起的損失：表示預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失；：表示預(yù)應(yīng)力鋼筋與張拉臺座之間的溫差引起的損失； ：表示預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛引起的損失；：混凝土收縮和徐變引起的損失；：環(huán)向預(yù)應(yīng)力引起的損失；4、試寫出預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件設(shè)計的基本假定并作出適當?shù)慕忉?。答?）平截面假定：即受彎前后，沿截面高度混凝土應(yīng)變與離開中性軸的距離成正比；2）不考慮混凝土的抗拉強度；即從正截面裂縫頂端到中性層間有一小部分受拉區(qū)混凝土抗拉強度所承擔(dān)的拉力很小。故

11、偏安全又適應(yīng)于簡化而將其忽略不計；3）變形協(xié)調(diào)假定；即預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼材有很好的粘結(jié)強度，由荷載引起的鋼材應(yīng)變與相同位置混凝土應(yīng)變相同；4）混凝土的極限壓應(yīng)變應(yīng)力本構(gòu)關(guān)系。5、具體解釋預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件沿斜截面破壞的可能形式。答：1）斜截面剪切破壞：梁內(nèi)縱筋配置較多，而且錨固可靠，阻礙了斜裂縫分開的兩部分相對轉(zhuǎn)動，受壓區(qū)混凝土在壓力和剪力的共同作用下被剪斷或壓碎；2）斜截面彎曲破壞：糧內(nèi)縱向鋼筋配置不足或錨固不牢，鋼筋屈服后斜裂縫割開的兩個部分繞公共鉸轉(zhuǎn)動，斜裂縫擴張，受壓區(qū)減少，致使混凝土受壓區(qū)被壓碎而破壞。6、簡述預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件在斜截面剪切破壞中預(yù)應(yīng)力的影響。答：1）斜裂縫出現(xiàn)前：

12、減少主拉力，提高開裂時的荷載改變主拉應(yīng)力方向增大腹筋抗剪的作用；彎起的預(yù)應(yīng)力鋼筋可抵消部分荷載剪力；2）斜裂縫出現(xiàn)后：阻滯裂縫開裂，減小裂縫寬度，增加剪壓區(qū)高度等。7、解釋預(yù)應(yīng)力混凝土受壓構(gòu)件中小偏心受壓破壞的過程、特征、條件及承載能力的主要影響部分。答：1）破壞過程：受壓區(qū)混凝土先被壓碎，而此時遠離偏心壓力側(cè)的鋼筋還未屈服；2）破壞特征：轉(zhuǎn)角不大，無明顯預(yù)兆，具有脆性性質(zhì)；3）破壞條件：初始偏心距較小或（遠離偏心壓力側(cè)）受拉鋼筋的配筋率過高；4）承載能力：主要取決于受壓區(qū)混凝土及其內(nèi)部的鋼筋。8、簡述混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力的組成。答：兩者之間的粘結(jié)力包括粘著力：硬化過程中產(chǎn)生的；摩擦力：混

13、凝土收縮等形成對鋼筋的擠壓而產(chǎn)生的；咬合力：鋼筋表面凹凸不平而產(chǎn)生的機械咬合力。9、試簡述施加部分預(yù)應(yīng)力的方法。答：1）所以鋼筋只有預(yù)應(yīng)力鋼筋，而且全部預(yù)應(yīng)力鋼筋均施加較低的預(yù)應(yīng)力（但不張拉足）此法很少采用；2）所以鋼筋只有預(yù)應(yīng)力鋼筋，而且全部預(yù)應(yīng)力鋼筋一部分張拉足，另一部分不張拉足此法較少采用；3）所以鋼筋由預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋組成，其中所有預(yù)應(yīng)力鋼筋全部張拉足，非預(yù)應(yīng)力鋼筋補足強度此法應(yīng)用最普遍；10、試說明下圖（部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能圖）中A、B、C、D點的含義。答：A點（未受外載）：有反拱；B點（撓度為零）：但受拉區(qū)邊緣應(yīng)力并非為零；C點（消壓彎矩）：受拉區(qū)邊緣應(yīng)力為零；D

14、點（開裂彎矩）：受拉區(qū)邊緣應(yīng)力達到混凝土極限抗拉強度；二、計算題（每題10小題，共20分）1、某無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土矩形截面梁，截面外形尺寸和配筋如圖所示。已知：C40混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用鋼絞線，非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用HRB400，扣除預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力，梁的跨高比小于35。求該梁的極限彎矩。解：由于梁的跨高比小于35，而且而且滿足的要求。=2、已知，如圖所示，構(gòu)件計算長度；C50混凝土，；，（各），；，有效預(yù)應(yīng)力；外荷載產(chǎn)生的，；求預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積。解：軸向壓力對截面重心偏心距附加偏心距，取，計算偏心距增大系數(shù)：取上式中，取和的中點離受壓邊的距離，計算彎矩一般來說，預(yù)應(yīng)力受壓構(gòu)件為大偏心受力

15、，C50的由平衡方程求解得：，配11根鋼絞線相對界限受壓區(qū)高度計算相對界限受壓區(qū)高度：由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力C50的，為大偏心受壓構(gòu)件。專業(yè)：土木工程 課程名稱： 現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu) 學(xué)分：1.5 試卷編號（C ）課程編號： 1411360 考試方式： 開卷 考試時間： 100 分鐘擬卷人(簽字)： 擬卷日期：20011-5-12 審核人(簽字)： 得分統(tǒng)計表：題號一二三四五六七八九十總 分得分得分閱卷人一 、簡答題：（每小題8分，共80分）1、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點有哪些？答：1）提高抗裂度和抗?jié)B性；2）提高剛度；3）提高受剪承載力；4）提高抗疲勞性；5）減輕自重；6）充分利用高強材料；7）具

16、有良好的經(jīng)濟效益。2、預(yù)應(yīng)力混凝土分別按預(yù)應(yīng)力度和預(yù)應(yīng)力筋的位置，如何分類？答：1）按預(yù)應(yīng)力度分類：國外：全預(yù)應(yīng)力混凝土限值預(yù)應(yīng)力混凝土部分預(yù)應(yīng)力混凝土普通預(yù)應(yīng)力混凝土；國內(nèi)：全預(yù)應(yīng)力混凝土部分預(yù)應(yīng)力混凝土普通混凝土2）按預(yù)應(yīng)力筋的位置分類：體內(nèi)預(yù)應(yīng)力混凝土體外預(yù)應(yīng)力混凝土3、試寫出完全的錨固體系的組成并對其作適當?shù)慕忉?。答：完全的錨固體系包括：1）錨具和夾具：該部分是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中錨固與夾持預(yù)應(yīng)力鋼筋的裝置，是關(guān)鍵件，也是基礎(chǔ)件。2）連接器：將多段預(yù)應(yīng)力鋼筋連接成一條完整束的裝置。3）錨下支承系統(tǒng)：此系統(tǒng)包括錨固板、螺旋筋、鋼筋網(wǎng)片。此系統(tǒng)布置在錨固區(qū)的混凝土體中，作為錨下局部承壓和抗劈

17、裂的加強結(jié)構(gòu)。4、試在下面的表格中填寫預(yù)應(yīng)力損失的組合。先張法后張法第一批預(yù)應(yīng)力損失、第二批預(yù)應(yīng)力損失5、簡述預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件斜截面剪切破壞的具體破壞形態(tài)及需要計算斜截面抗剪承載力的位置。答：1）預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件斜截面剪切破壞的具體破壞形態(tài)有：斜壓破壞：脆性破壞；斜拉破壞：脆性破壞；剪壓破壞：延性破壞。2）需要計算斜截面抗剪承載力的位置：預(yù)應(yīng)力鋼筋減少處箍筋間距改變處混凝土腹板突變處。6、簡述預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件裂縫控制等級分類并作必要的解釋。答：一級：嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件；即荷載標準組合時，受拉邊緣混凝土不應(yīng)有拉應(yīng)力；二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，即準永久荷載組合時，受拉邊緣不應(yīng)產(chǎn)

18、生拉應(yīng)力，標準組合時，允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但拉應(yīng)力應(yīng)小于抗拉設(shè)計強度。三級：允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，但最大裂縫寬度應(yīng)小于規(guī)范給定的允許值，其中最大裂縫寬度是由標準組合并考慮荷載效應(yīng)的準永久組合的影響。7、簡述預(yù)應(yīng)力混凝土端部局部受壓承載提高的兩種解釋理論。答：1）“套箍強化”：2）“剪切破壞機理”：帶拉桿的拱8、試簡述施加部分預(yù)應(yīng)力的方法。答：1）所以鋼筋只有預(yù)應(yīng)力鋼筋，而且全部預(yù)應(yīng)力鋼筋均施加較低的預(yù)應(yīng)力（但不張拉足）此法很少采用；2）所以鋼筋只有預(yù)應(yīng)力鋼筋，而且全部預(yù)應(yīng)力鋼筋一部分張拉足，另一部分不張拉足此法較少采用；3）所以鋼筋由預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋組成，其中所有預(yù)應(yīng)力鋼筋全部張拉足，非預(yù)應(yīng)力鋼筋補足強度此法應(yīng)用最普遍；9、試分別畫出下面預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件圖中（后張法）預(yù)應(yīng)力鋼筋的等效荷載圖與彎矩圖。（實線為預(yù)應(yīng)力鋼筋，虛線為形心軸線）答：10、簡述部分預(yù)應(yīng)力混凝土梁在簡化設(shè)計時所采用的簡化途徑。答：1）采用毛截面特征值（幾何）；2）采用籠統(tǒng)的總損失值的方法；3）以名義拉應(yīng)力法控制開裂截面的裂縫寬度；4）采用荷載平衡法進行截面設(shè)計：（注：預(yù)應(yīng)力度的選擇是一個難題）選擇需被平衡的荷載通過名義拉應(yīng)力法對未被平衡掉的使用荷載引起的拉應(yīng)力進行檢查。如滿足，則結(jié)束；否則重新選擇被平衡的荷載，再進行驗算；得分閱卷人