預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件習題

1、實用文檔第10章預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件10.1選擇題1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強度等級不應(yīng)低于( B )。A. C20 ；B. C30 ；C. C35 ；D. C40 ；2 預(yù)應(yīng)力混凝土先張法構(gòu)件中，混凝土預(yù)壓前第一批預(yù)應(yīng)力損失 應(yīng)為( C )。A. 2 ；B. "-T1，"I2 '-T3 ；C.D.二 11 ；12 ；13 ；14 ；15 ；3下列哪種方法可以減少預(yù)應(yīng)力直線鋼筋由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力 損失二 |1 ( C ) oA. 兩次升溫法；B. 采用超張拉；C. 增加臺座長度；D. 米用兩端張拉；4 對于鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)

2、力的損失，下面說法錯誤的是：( C )oA. 應(yīng)力松弛與時間有關(guān)系；B. 應(yīng)力松弛與鋼筋品種有關(guān)系；C. 應(yīng)力松弛與張拉控制應(yīng)力的大小有關(guān)，張拉控制應(yīng)力越大，松弛越?。籇. 進行超張拉可以減少，應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失；5 .其他條件相同時，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的延性比普通混凝土構(gòu)件的延性 ( C )oA. 相同；B. 大些；C. 小些；D. 大很多；6.全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在使用條件下，構(gòu)件截面混凝土(A )oA. 不出現(xiàn)拉應(yīng)力；B. 允許出現(xiàn)拉應(yīng)力；C. 不出現(xiàn)壓應(yīng)力；D. 允許出現(xiàn)壓應(yīng)力；7 .混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋做預(yù)應(yīng)力鋼 筋時，混凝土強度等級不應(yīng)低于(D

3、)oA. C20 ；B. C30 ;C. C35 ;D. C40 ;8.規(guī)范規(guī)定 且不應(yīng)小于（A.0.3 f ptk ；B.°.4fptk ；C.0.5 f ptk ；D.0.6 f ptk ；，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力不宜超過規(guī)定的張拉控制應(yīng)力限值, B ）。9 預(yù)應(yīng)力混凝土后張法構(gòu)件中，混凝土預(yù)壓前第一批預(yù)應(yīng)力損失二i -應(yīng)為（ A ）。A. G2 ；B. Gi 2 3 ；C. Gi 2 4 ；D. ；Ii12 "-'1314 "-'15 ；10 先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力總損失值不應(yīng)小于（B ）。A.280N /mm ;B.100N /

4、mm2 ;C.290N / mm ;D.2110N /mm ;11 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力總損失值不應(yīng)小于（A ）A.280N /mm ;B.2100N /mm ;C.290 N / mm ;D.110N /mm2 ;12 預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件，加載至混凝土預(yù)應(yīng)力被抵消時，此時外荷載產(chǎn)生的軸 向力為（ A ）。標準B J PC A0 ；C.PCIIAnD - PC An ；10.2判斷題1.在澆灌混凝土之前張拉鋼筋的方法稱為先張法。（ V ）2預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以避免構(gòu)件裂縫的過早出現(xiàn)。（ V ）3預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件制作后可以取下重復(fù)使用的稱為錨具。（ X ）4二con張拉控制應(yīng)力的確定是

5、越大越好。（ X ）5.預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛與張拉控制應(yīng)力的大小有關(guān)，張拉控制應(yīng)力越大，松弛 越?。唬╔ ）6混凝土預(yù)壓前發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失稱為第一批預(yù)應(yīng)力損失組合。（ V ）7張拉控制應(yīng)力只與張拉方法由關(guān)系；（ X ）10.3問答題1 何為預(yù)應(yīng)力？預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點是什么？答：預(yù)應(yīng)力：在結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用前，通過先張法或后張法預(yù)先對構(gòu)件混凝土施加 的壓應(yīng)力。 優(yōu)點：提高構(gòu)件的抗裂性、剛度及抗?jié)B性，能夠充分發(fā)揮材料的性能，節(jié)約鋼 材。 缺點：構(gòu)件的施工、計算及構(gòu)造較復(fù)雜，且延性較差。2 為什么預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件所選用的材料都要求有較高的強度？答：要求混凝土強度高。因為先張法構(gòu)件要求提高鋼筋與混凝土之

6、間的粘結(jié)應(yīng) 力，后張法構(gòu)件要求具有足夠的錨固端的局部受壓承載力。要求鋼筋強度高。因為張拉控制應(yīng)力較高，同時考慮到為減小各構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力 損失。3 .什么是張拉控制應(yīng)力？為何先張法的張拉控制應(yīng)力略高于后張法？答：張拉控制應(yīng)力：是指預(yù)應(yīng)力鋼筋在進行張拉時所控制達到的最大應(yīng)力值。 因為先張法是在澆灌混凝土之前在臺座上張拉鋼筋，預(yù)應(yīng)力鋼筋中建立的拉應(yīng) 力就是控制應(yīng)力。放張預(yù)應(yīng)力鋼筋后構(gòu)件產(chǎn)生回縮而引起預(yù)應(yīng)力損失；而后張 法是在混凝土構(gòu)件上張拉鋼筋，張拉時構(gòu)件被壓縮，張拉設(shè)備千斤頂所示的張 拉控制應(yīng)力為已扣除混凝土彈性壓縮后的鋼筋應(yīng)力，所以先張法的張拉控制應(yīng) 力略高于后張法。4 預(yù)應(yīng)力損失包括哪些？如何減

7、少各項預(yù)應(yīng)力損失值？答：預(yù)應(yīng)力損失包括：錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失?？赏ㄟ^選擇變形小錨具或增加臺座長度、少用墊板等措施減小該項預(yù)應(yīng)力損失； 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失。可通過兩端張拉或超張拉 減小該項預(yù)應(yīng)力損失； 預(yù)應(yīng)力鋼筋與承受拉力設(shè)備之間的溫度差引起的預(yù)應(yīng)力損失。可通過二次升溫 措施減小該項預(yù)應(yīng)力損失； 預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失?？赏ㄟ^超張拉減小該項預(yù)應(yīng)力損失； 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失?？赏ㄟ^減小水泥用量、降低水灰比、保 證密實性、加強養(yǎng)互等措施減小該項預(yù)應(yīng)力損失； 螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋構(gòu)件，由于混凝土局部受擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失。為減小該 損失可適當增

8、大構(gòu)件直徑。5.預(yù)應(yīng)力損失值為什么要分第一批和第二批損失？先張法和后張法各項預(yù)應(yīng)力損失是 怎樣組合的？答：應(yīng)為六種預(yù)應(yīng)力損失并非同時存在，有的只發(fā)生在先張法構(gòu)件，有的只發(fā)生 在后張法構(gòu)件。此外，有的只發(fā)生在混凝土預(yù)壓前，有的發(fā)生在混凝土預(yù)壓后，所以 應(yīng)將其分為第一批和第二批損失。預(yù)應(yīng)力損失的組合如下表。Ac ： EsAs:EpApAo預(yù)應(yīng)力損失值的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件混凝土預(yù)壓前（第一批）損失° 11 * ° 12 *口 13 * 口 1 4° 11 * 口 12混凝土預(yù)壓后（第二批）損失碼5G 1415166 試述先張法和后張法預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件在施工階段、

9、荷載作用階段各自的應(yīng)力變化過程及相應(yīng)應(yīng)力值的計算公式。答：先張法構(gòu)件：施工階段： 從張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋到放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，最終完成 第二批預(yù)應(yīng)力損失后，混凝土中的有效預(yù)應(yīng)力為使用階段：從混凝土壓應(yīng)力變?yōu)榱悴⒔?jīng)過構(gòu)件開裂，最終達到破壞時的極限拉應(yīng) 力為二 fpyApfyA；后張法構(gòu)件：施工階段：在完成第一批和第二批預(yù)應(yīng)力損失后，混凝土的壓應(yīng) 力為匚 con；. Ap 匚15人Ac +°EsAs匚 con；Ap 5AsAn使用階段：由混凝土壓應(yīng)力變?yōu)榱憬?jīng)過構(gòu)件開裂到構(gòu)件破壞，極限軸向拉力為7預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件，在施工階段計算預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力時，為什么 先張法構(gòu)件用Ao，而后張法用A

10、n ?荷載作用階段時都采用Ao ?先張法和后張法的Ao、An如何計算？答：因為在施工階段，先張法構(gòu)件放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時，由于粘結(jié)應(yīng)力的作用使混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋共同工作，變形協(xié)調(diào)，所以采用換算截面Ao，且代=代+%人+aEpAp ；而后張法構(gòu)件，構(gòu)件中混凝土和非預(yù)應(yīng)力鋼筋共同工 作良好，而與預(yù)應(yīng)力鋼筋較差，且預(yù)應(yīng)力是通過錨具傳遞，所以采用凈截面An，且 An 二 A) - ： Ep Ap。8如采用相同的控制應(yīng)力Ccon，相同的預(yù)應(yīng)力損失值，當加載至混凝土預(yù)壓應(yīng)力-pc為零時，先張法和后張法兩種構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力二p是否相同，哪個大？答：當二pc為零時，由于先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力二

11、p為后張法構(gòu)件應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力-p為匚 p 二二 con _ I Ep 匚 pc 比較發(fā)現(xiàn)，二者不同，在給定條件下，后張法中預(yù)應(yīng)力鋼筋中應(yīng)力大一些。N - N n9預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的裂縫寬度計算公式中，為什么鋼筋的應(yīng)力Csk k 巴?Ap + As答：因為f =牛寧為等效鋼筋應(yīng)力，根據(jù)鋼筋合力點處混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消后的鋼筋中的應(yīng)力來確定。10什么是預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力傳遞長度Itr ?為什么要分析預(yù)應(yīng)力的傳遞長度，如何 計算？答：從鋼筋應(yīng)力為零的端面到鋼筋應(yīng)力為 二pe的截面之間的可以傳遞粘結(jié)應(yīng)力的 長度，稱為傳遞長度Itr。因為在先張法構(gòu)件端部錨固區(qū)的正截面和斜截面受彎承載力計算及抗裂度驗算

12、 時，需要考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋在其傳遞長度范圍內(nèi)的實際預(yù)應(yīng)力值的變化。傳遞長度可以按下式計算ItrJdtk11后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，為什么要控制局部受壓區(qū)的截面尺寸，并需在錨具處 配置間接鋼筋？在確定時，為什么Ab和Ai不扣除孔道面積？局部驗算和預(yù)應(yīng)力作用 下的軸壓驗算有何不同？答：在后張法構(gòu)件中，在端部控制局部尺寸和配置間接鋼筋是為了防止局部混 凝土受壓開裂和破壞。在確定:i時，Ab和Ai不扣除孔道面積是因為二者為同心面積， 所包含的孔道為 同一孔道 兩者的不同在于，局部驗算是保證端部的受壓承載能力，未受載面積對于局部 受載面積有約束作用，從而可以間接的提高混凝土的抗壓強度；而軸壓驗算是保證整

13、個構(gòu)件的強度和穩(wěn)定。12對受彎構(gòu)件的縱向受拉鋼筋施加預(yù)應(yīng)力后，是否能提高正截面受彎承載力、斜截 面受剪承載力，為什么？答：對正截面受彎承載力影響不明顯。因為預(yù)應(yīng)力可以提高抗裂度和剛度。破壞 時，預(yù)應(yīng)力已經(jīng)抵消掉，與非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件破壞特性相似。首先達到屈 服，然后受壓區(qū)混凝土受壓邊緣應(yīng)變到達極限應(yīng)變而破壞。提高斜截面受剪承載力， 因為預(yù)應(yīng)力鋼筋有約束斜裂縫開展的作用，增加了混凝土剪壓區(qū)高度，從而提高了混 凝土剪壓區(qū)所承擔的剪力。13 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件正截面的界限相對受壓區(qū)高度與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截 面的界限相對受壓區(qū)高度是否相同？答：通過比較可知，兩者的正截面的界限相對受壓區(qū)高

14、度是不同的。預(yù)應(yīng)力混凝 土受彎構(gòu)件的界限相對受壓區(qū)高度與預(yù)應(yīng)力鋼筋強度、混凝土壓應(yīng)力為零時的應(yīng)力有 關(guān)。14預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件為什么要進行施工階段的驗算？預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件在施工階 段的正截面承載力驗算、抗裂度驗算與預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件相比較，有何區(qū)別？答：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在施工階段，由于施加預(yù)應(yīng)力，構(gòu)件必須滿足其承載和 抗裂的要求，所以施工階段需要驗算。兩者的區(qū)別為受彎構(gòu)件受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力需要滿足承載力、抗裂度要求之外,受拉區(qū)混凝土拉應(yīng)力也需要滿足相應(yīng)要求。15. 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的變形是如何進行計算的？與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的變形 相比有何異同？答：預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的撓度包括兩部分：

15、一部分為預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的反拱； 一部分為荷載產(chǎn)生的撓度。荷載作用產(chǎn)生的撓度計算與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相 似。16. 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要構(gòu)造要求有哪些？答：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要構(gòu)造要求包括：一般構(gòu)造要求。如截面類型、尺寸， 縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋；先張法構(gòu)造要求。如預(yù)應(yīng)力鋼筋的凈間距及保護 層厚度，端部混凝土加強措施；后張法構(gòu)造要求。如錨具，預(yù)應(yīng)力鋼筋的孔道及灌 漿，構(gòu)件端部加強措施，非預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置，外露金屬的防腐等。17. 公路預(yù)應(yīng)力橋梁的預(yù)應(yīng)力損失如何估算？與建筑結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力梁的預(yù)應(yīng)力損失有何 異同？答：公路預(yù)應(yīng)力橋梁的預(yù)應(yīng)力損失可按公路橋規(guī)進行估算。與建筑結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng) 力梁的預(yù)應(yīng)力損失比

16、較，損失的種類相似，但有些損失計算方法有較大區(qū)別， 如混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失。18. 公路橋規(guī)對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力驗算是如何規(guī)定的？答：略，可參見公路橋規(guī)相應(yīng)條文。19 .預(yù)應(yīng)力混凝土的張拉控制應(yīng)力 二con為何不能取的太高？答：如果張拉控制應(yīng)力二con取得太高，則可能引起構(gòu)件的某些部位開裂或端部混 凝土局部壓壞、構(gòu)件的延性降低或產(chǎn)生較大塑性變形。例9-1某24m預(yù)應(yīng)力混凝土屋架下弦桿的計算。屋架下弦桿如圖-1所示，設(shè)計條件見表。試對該下弦桿進行使用階段承載力計算、抗裂驗算，施工階段驗算及端部受壓o6o/nw/04 主 122-41X 3(12.9)(c)250承載力計算圖1

17、屋架下弦桿(a)受壓面積圖(b)下弦端節(jié)點(c)下弦截面配筋(d)鋼筋網(wǎng)片設(shè)計條件材料混凝土預(yù)應(yīng)力鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋品種和強度等級C50鋼絞線HRB400截面(mm2)250 X160 孔道或544 © s 1 X 3 (d=12.9)4血122As = 452mm材料強度(N/mm2)fck =32.4fc =23.1ft =1.89和=2.64fpy =1220'fptk =1720fy = 360彈性模里(N/mm2)3.45 X1041.95 乂 1052.0 匯105張拉工藝后張法，一端張拉，采用JM-12型錨具，孔道為充壓橡皮管 軸芯成型張拉控制應(yīng)力(N/mm2)b

18、con =075疋 fptk =0.751720=1290張拉時混凝土強度(N/mm2)fc： =50fck =32.4ftk =2.64下弦桿件內(nèi)力永久荷載標準值產(chǎn)生的軸向拉力Ngk =420可變荷載標準值產(chǎn)生的軸向拉力Nqk =180(kN)永久荷載分項系數(shù) =1.2可變荷載分項系數(shù)Yq=1.4裂縫控制等級二級結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)使用階段 =1.1解：(1)使用階段承載力計算 軸向拉力設(shè)計值N=%(1.2Ngk 1.4NqK )=1.1(1.2 420 1.4 180)= 831.6kN由N 遼 U = fpyApfy4N fy AsApy -831.6 103 -360 4521220= 54

19、8.32 mm選用2束咼強低松弛鋼絞線，每束 4© s 1 X 3 d=12.9 mm鋼絞線，舛=683.2mm2 (2)使用階段抗裂度計算1)截面幾何特征二 2 2Ac =250 160 -2 54 -452 = 34968 mm4預(yù)應(yīng)力鋼筋：EEs E1.95 105/3.45 105.65非預(yù)應(yīng)力鋼筋:EEs/E2.0 105 /3.45 104 =5.8An 二代 ： E2As =34968 5.8 452 =37590 mm2代=代 治厲=37590 5.65 683.2=41450 mm22)計算預(yù)應(yīng)力損失錨具變形損失1查表JM-12錨具得a = 5mm,則6 =aEs5

20、1.95 105 =40.63 mm2l 24000孔道摩擦損失G2按錨固端計算該損失，所以I二24m，直線配筋v - 00，kx二0.0014 24 =0.0336 <0.2貝U g2 =：；con(kx Z) = 1290(0.0014 24 0) =43.34 N/mm2則第一批損失為2”_t = ；：i1 = 40.63 43.34 = 83.97 N / mm預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力松弛損失”-'14=0.2(尹-0.575 conptk-0.2(1290 -0.575) 1290 17202二 45.15 N / mm 混凝土的收縮和徐變損失二|5pc dZAp(1290 一

21、83.97)683J21.92N/ mm237590cu21 920.4384 ： 0.550? _ 0.5(Ap As) 0.5 (683.2 452)37590-0.01555 300 上cu55 300 0.4384115 0.0152= 152.26 N/mm則第二批損失為j -4；l5 =45.15 152.26 =197.41N / mm2總損失為J = J =83.97197.41 =281.382 2N /mm 80N / mm3）驗算抗裂度計算混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力Cpc 7.二-二con ；)Ap 一；5代 (1290 -281.38) 683.2 -152.26 452375902= 16.5 N/mm在荷載標準組合下Nk =NGk NQk =420 180 =600 kNckNk 600 103 兀一 414502= 14.48 N / mm二ck - pc = 14.48 -16.5 =2.02N / mm2 ： ftk =2.64 N /mm2滿足要求(3)施工階段驗算 最大張拉力Np5 Ap =1290 683.2 =881328N : 881.3kN截面上混凝土壓應(yīng)力CC881.3 10337590二 23.44N / m