預應力混凝土結(jié)構(gòu)復習思考題答案

1、第九章 預應力混凝土結(jié)構(gòu)復習思考題答案1 答：預應力砼是指構(gòu)件承受外荷載之前，人為地預先對受拉區(qū)的砼施加壓力，造成人為 的應力狀態(tài)。當構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生拉應力時，首先要抵消砼的預壓應力，然后隨著荷載的增加，砼才受拉并隨荷載繼續(xù)增加而出現(xiàn)裂縫，因此可推遲裂縫的出現(xiàn)或減小裂 縫的寬度。這種結(jié)構(gòu)稱為預應力砼結(jié)構(gòu)。2 答：因為在普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)中，不可能充分利用高強材料。主要原因有兩個：其一，提高砼強度等級對于提高其極限拉應變的作用很小；其二，在普通鋼筋砼中，提高鋼筋強 度卻達不到預期的效果，原因是普通碎的抗裂性能差。碎的受壓極限應變?yōu)椋?.10.5）X10-3,而鋼筋達到屈服強度時的應變卻達到（0.

2、12.5） X10-3,兩者相差懸殊。因此，使用時不允許開裂的構(gòu)件，受拉鋼筋的應力僅為2030N/mm2,對于使用時允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，當裂縫最大允許寬度w max =0.20.3mm時，鋼筋應力也只有 150200N/mm 2。所以，普通鋼筋砼中高強鋼筋得不到充分利用，因而采用高強度鋼筋是不經(jīng)濟 的。在預應力砼結(jié)構(gòu)中必須采用高強鋼筋和高強砼。這是因為預應力鋼筋的張拉應力在構(gòu)件的整個制作和使用過程中會出現(xiàn)各種應力損失。這些應力損失的總和有時可達200N/mm 2 以上，所以，如果利用的鋼筋強度不高，那么張拉時能的預壓應力會損失怡盡。另外，在預應力砼結(jié) 構(gòu)件中， ，采用高強砼，以適應高強預應力鋼

3、筋的要求，保證鋼筋充分發(fā)揮作用，有效減少構(gòu)件的截面尺寸和自重，節(jié)約材料。因此要求砼強度等級不得低于C30,采用碳素鋼絲、鋼絞線或熱處理鋼筋時，則不宜低于C40。3 答：預應力砼結(jié)構(gòu)與普通砼結(jié)構(gòu)相比具有以下優(yōu)缺點： 優(yōu)點： （ 1）抗裂性和耐久性好。由于砼中存在預壓應力，可以避免開裂和限制裂縫的開展 減少構(gòu)件發(fā)生銹蝕的可能性，提高構(gòu)件的抗?jié)B性，抗腐蝕性和耐久性。（ 2）剛度大。因為砼不開裂，提高了構(gòu)件的剛度，預加偏心壓力產(chǎn)生的反拱可以減少 構(gòu)件的總撓度。（ 3） 節(jié)約材料，減輕自重。由于預應力構(gòu)件利用材料合理，從而提高結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟指標，與普通硅結(jié)構(gòu)相比可節(jié)省鋼材（3050） %,節(jié)約碎（2040）

4、 %,減輕自重約 30%左右。特別適合建造 大跨度承重結(jié)構(gòu)。缺點：（1） ）施工工序復雜，技術(shù)要求高（2） 錨具和張拉設(shè)備以及預應力鋼筋等材料變貴（3） 完全采用預應力鋼筋的構(gòu)件，破壞前無明顯預兆（4） 某些結(jié)構(gòu)構(gòu)件施加預應力時產(chǎn)生過大反拱，會影響結(jié)構(gòu)正常使用。4 答： 先張法是指首先在臺座上或鋼模內(nèi)張拉鋼筋， 然后澆筑砼構(gòu)件的一種施工方法。具體做法是：先在專門的臺座上張拉鋼筋，后將鋼筋臨時固定在臺座上，再澆筑砼，待砼達到設(shè)計強度的75后，切斷鋼筋，在鋼筋彈性回縮時，利用鋼筋與砼之間產(chǎn)生的粘結(jié)力，使砼受到壓力作用，從而產(chǎn)生預壓應力。后張法指先澆筑砼構(gòu)件，然后直接在構(gòu)件上張拉鋼筋的一種施工方法。

5、具體做法是：先澆筑碎構(gòu)件，并預留孔道，待碎達到設(shè)計強度的75%后，將鋼筋穿入孔道，利用構(gòu)件本身作為臺座張拉鋼筋，在張拉鋼筋的過程中，構(gòu)件碎同時受到壓縮，然后用錨 具將預應力鋼筋錨固在構(gòu)件上。在后張法構(gòu)件中，預應力靠構(gòu)件兩端的工作錨具傳給碎。先張法與后張法相比較，先張法工藝比較簡單，但需要臺座設(shè)施，后張法工藝比較 復雜，需要對構(gòu)件永久性的工作錨具，但不需要臺座。前者用于工廠批量生產(chǎn)醇中，小 型構(gòu)件，后張法適用于現(xiàn)場或分階段張拉的大型構(gòu)件。5、答：預應力損失有六種第一種：錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的損失，叼1,先張法和后張法都有；第二種：預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的損失，仃12,后張法有；第三種

6、：碎采用蒸汽養(yǎng)護時預應力鋼筋與張拉臺座之間的溫差引起的損失，。13,先張法有；第四種：預應力鋼筋的應力松弛也引起的損失仃14,先張法和后張法都有；第五種：碎收縮和徐變引起的損失叼5,先張法和后張法都有；第六種，螺旋式預應力鋼筋擠壓碎引起的損失仃16 ,后張法有。在以上六種預應力損失中，第五種產(chǎn)生的預應力損失值是最大的。6、答：先張法的預應力總損失值：:-1 - ；：-11 .013 ,014 ,015后張法的預應力總損失值： CTl =<Tl1 +叼2 +仃14 +仃15 +凹6II II £-1 -I wI U預應力損失分為兩批。在碎預壓前產(chǎn)生的為第一批，記仃1I。在碎預壓后

7、產(chǎn)生為第二批，極為 二lII因此：先張法 5I =仃 +仃3 +仃4叼I =仃q 1 I 11341 I 51后張法 =二11 .012CT CT +仃 + CTIII 1415167、答：在一般濕度條件下，碎在結(jié)硬過程中體積發(fā)生收縮，而在預壓應力作用下碎又發(fā)生沿壓應力方向的徐變。碎的收縮和徐變都繞構(gòu)件的長度縮短，預應力鋼筋也隨之回縮，造成預壓應力的損失。影響收縮和徐變的主要因素有：張拉鋼筋時碎中的預壓應力與此時的碎立方體強度之比以及碎的量（水灰比，水泥用量等）和構(gòu)件所處環(huán)境的溫度濕度條件。此外,不同的張拉方式也有一定的影響。后張法構(gòu)件比先張法構(gòu)件的收縮和徐變損失相對小一點。8、答：鋼的應力松

8、弛是指鋼筋在高應力下具有隨時間而增長的塑性變形性能。其一是當鋼筋應力保持不變時， 應變會隨時間增長而逐漸增大。其二當鋼筋長度保持不變時，應力會隨時間的增長而逐漸降低。前者稱為鋼筋的徐變，后者稱為鋼筋的松弛。鋼筋的徐變和松弛都會引起預應力砼中的應力損失。在預應力砼構(gòu)件中，鋼筋的松弛和徐變是并存的，但是一般來說松弛是主要的，因為構(gòu)件長度在張拉錨固后，幾乎是保持不變。因此，由鋼筋的松弛和徐變引起的損失統(tǒng)稱為鋼筋應力松弛損失。松弛損失與時間有關(guān)，開始階段發(fā)展較快，第1 小時松弛損失可達到全部松弛損失的50左右，24 小時后可達到80左右，以后發(fā)展緩慢。松弛損失與鋼材品有關(guān)。熱處理鋼筋的應力松弛比鋼絲、鋼絞線小。松弛損失與張拉控制應力值有關(guān)。張拉控制應力值高，應力松弛大，反之，則小。9、答：施加預應力對砼軸心受拉構(gòu)件的承載力沒有影響。因為預應力砼軸心受拉構(gòu)件和同條件的普通同軸心受拉構(gòu)件在破壞時，都是鋼筋達到屈服強度而破壞（兩者都不考慮同的承載作用） ，它們的承載公式是一樣的。所以，施加預應力不能提高軸心受拉構(gòu)件的承載力。10、答：為滿足承載力、構(gòu)造和施工需要，往往在預應力同構(gòu)件中配置部分非預應力鋼筋