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文檔簡介

1、題目部分,(卷面共有91題,679.0分,各大題標有題量和總分)一、問答題(91小題,共679.0分)1(6分)施加預(yù)應(yīng)力對軸心受拉構(gòu)件的承載力有何影響?為什么?2(6分)在受彎構(gòu)件截面受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力筋對正截面抗彎強度有何影響?3(8分)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪強度計算是否與普通鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相同?4(6分)軸向力和預(yù)應(yīng)力對構(gòu)件的斜截面抗剪強度有什么影響?5(6分)預(yù)應(yīng)力曲線(彎起)鋼筋的作用是什么?6(10分)計算使用階段預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由預(yù)應(yīng)力引起的反拱和因外載產(chǎn)生的撓度時,是否采用同樣的截面剛度?7(8分)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在抗裂計算中,為什么要考慮非預(yù)應(yīng)力鋼筋的影響?8(

2、10分)為什么要對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進行施工階段的抗裂度和強度驗算?怎樣對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件作施工階段驗算?9(8分)什么是部分預(yù)應(yīng)力混凝土?它的優(yōu)越性是什么?10(12分)什么是鋼制的應(yīng)力松弛?松弛損失與哪些因素有關(guān)?為什么超張拉(短時間的)可減小松弛損失?11(10分)什么是預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力傳遞長度?傳遞長度內(nèi)的抗裂能力與其他部位有何不同,何時考慮其影響?12(10分)不同的裂縫控制等級,其預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的正截面、斜截面抗裂驗算應(yīng)滿足什么要求?13(9分)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,非預(yù)應(yīng)力鋼筋對預(yù)應(yīng)力損失及抗裂性是有利還是不利?14(10分)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點是什么?15(10

3、分)如果先張法和后張法兩種構(gòu)件的張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失一樣,當加荷至預(yù)壓應(yīng)力=0時,先張法和后張法兩種構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力是否相同?為什么?16(10分)換算截面和凈截面的意義是什么?為什么計算施工階段的混凝士應(yīng)力時,先張法構(gòu)件用、后張法構(gòu)件用凈截面?而計算外荷載引起的截面應(yīng)力時,為什么先張法和后張法構(gòu)件都用?17(5分)“預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是一種預(yù)先檢驗過的結(jié)構(gòu)”這種說法對嗎?18(7分)對混凝土構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力的方法有哪些?19(10分)什么是先張法和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土?它們的主要區(qū)別是什么?20(12分)預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼材和混凝土的性能分別有哪些要求?為什么?21(10分)預(yù)應(yīng)力混凝土

4、與普通混凝土之間的主要異同點是什么?22(15分)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失包括哪些項目?如何分批?每一批損失在計算中是如何應(yīng)用的?23(10分)影響收縮和徐變預(yù)應(yīng)力損失的主要因素有哪些?計算這項損失時的混凝土預(yù)壓應(yīng)力是指哪一位置處的值?24(6分)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? 25(6分)什么是張拉控制應(yīng)力?為何不能取得大高,也不能取得大低? 26(7分)預(yù)應(yīng)力損失有哪些?是由什么原因產(chǎn)生的? 27(6分)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pc時,為什么先張法構(gòu)件用A0,而后張法構(gòu)件用An?而在使用階段時,都采用 A0?先張法、后張法

5、的A0、An如何進行計算?28(8分)如采用相同的控制應(yīng)力con,預(yù)應(yīng)力損失值也相同,當加載至混凝土預(yù)壓應(yīng)力pc0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 是否相同,哪個大?29(4分)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?30(6分)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?31(8分)預(yù)應(yīng)力損失包括哪些?如何減少各項預(yù)應(yīng)力損失值?32(8分)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,而后張法用?荷載作用階段時都采用?先張法和后張法的、如何計算? 33(9分)如采用

6、相同的控制應(yīng)力,相同的預(yù)應(yīng)力損失值,當加載至混凝土預(yù)壓應(yīng)力為零時,先張法和后張法兩種構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力是否相同,哪個大? 34(9分)什么是預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力傳遞長度?為什么要分析預(yù)應(yīng)力的傳遞長度,如何計算?35(6分)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?36(4分)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?37(5分)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要構(gòu)造要求有哪些?38(4分)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?3

7、9(5分)預(yù)應(yīng)力混凝土的張拉控制應(yīng)力為何不能取的太高?40(9分)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,為什么和不扣除孔道面積?局部驗算和預(yù)應(yīng)力作用下的軸壓驗算有何不同?41(5分)靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)有何本質(zhì)區(qū)別?42(4分)如何布置預(yù)應(yīng)力筋時,張拉預(yù)應(yīng)力筋不引起超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)支座反力的變化?43(4分)何謂預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的側(cè)限?44(4分)何謂無側(cè)限預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)?舉例說明。45(3分)何謂側(cè)限影響系數(shù)?46(3分)什么叫做張拉預(yù)應(yīng)力筋所引起的次反力?47(4分)什么叫預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的主內(nèi)力?48(3

8、分)什么叫預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的綜合內(nèi)力?49(5分)預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁與連續(xù)梁正截面承載力計算公式的本質(zhì)區(qū)別是什么?50(4分)綜合內(nèi)力有哪兩種計算方法?51(10分)為滿足錨具下混凝土局壓承載力要求,控制A類和B類裂縫開展均需設(shè)置間接鋼筋,這三類間接鋼筋的布置范圍及各范圍用量的取用方法。52(10分)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)缺點是什么?53(6分) “預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是一種預(yù)先檢驗過的結(jié)構(gòu)”這種說法對嗎?54(10分)什么是先張法和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土 ?它們的主要區(qū)別是什么?55(10分)對預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼筋和混凝土的性能分別有哪些要求 ?為什么?56(15分)為什么配置無屈服臺階的光面鋼絲和鋼絞

9、線的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件,當材料質(zhì)量有可靠保證時,鋼筋的設(shè)計強度可乘以鋼筋應(yīng)力增大系數(shù)p?它是怎樣確定的?57(14分)預(yù)應(yīng)力混凝土與普通鋼筋混凝土之間的主要異同點是什么?58(10分)什么是張拉控制應(yīng)力?為什么要規(guī)定張拉控制應(yīng)力的上限值?它與那些因素有關(guān)?張拉控制應(yīng)力是否有下限值?59(8分)影響收縮和徐變損失的主要因素有哪些?這時的混凝土預(yù)壓應(yīng)力是指哪一位置處的值?60(6分)為何要對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的反拱值設(shè)限 ?61(10分)換算截面和凈截面的意義是什么?為什么計算施工階段的混凝土應(yīng)力時,先張法構(gòu)件用、后張法構(gòu)件用凈截面?而計算外荷載引起的截面應(yīng)力時,為什么先張法和后張法構(gòu)件都用?62(6分

10、)在受彎構(gòu)件截面受壓區(qū)配置預(yù)應(yīng)力筋對正截面抗彎強度有何影響?63(6分)預(yù)應(yīng)力曲線(彎起)鋼筋的作用是什么?64(8分)計算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由預(yù)應(yīng)力引起的反拱和因外載產(chǎn)生的撓度時,是否采用同樣的截面剛度?65(9分)為什么要對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進行施工階段的抗裂度和強度驗算?怎樣對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件作施工階段驗算?66(9分)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,非預(yù)應(yīng)力鋼筋對預(yù)應(yīng)力損失及抗裂性是有利還是不利?67(15分)什么是、和或?它們的計算公式在先張法和后張法構(gòu)件中是怎樣的?有什么區(qū)別?68(12分)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力損失包括那些項目?如何分批?每一批損失在計算中如何應(yīng)用的?69(8分)試分

11、述預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗力計算的經(jīng)典方法與統(tǒng)一方法的設(shè)計步驟。70(5分)簡述預(yù)應(yīng)力筋的兩階段工作原理?71(8分)規(guī)范中錨具下混凝土局部受壓承載力計算公式存在哪四個問題?72(6分)用基于簡支梁板所求得的無粘結(jié)筋等效折減系數(shù)去計算連續(xù)梁板的裂縫和變形會帶來什么問題?73(4分)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)連續(xù)梁有哪幾種破壞機制?74(5分)對有側(cè)限多、高層預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)張拉預(yù)應(yīng)力筋時應(yīng)注意哪些問題?75(5分)對于預(yù)應(yīng)力筋通長布置,梁高相同而梁跨相差懸殊的連續(xù)梁和框架梁,預(yù)應(yīng)力筋線形選擇時應(yīng)注意什么問題?76(5分)張拉預(yù)應(yīng)力混凝土轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋時應(yīng)注意哪些問題?77(6分)舉例說明豎向預(yù)應(yīng)力的用途?

12、78(6分)什么是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)?預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的工作原理是什么?79(8分)基于統(tǒng)一方法寫出有側(cè)限結(jié)構(gòu)的矩形截面預(yù)應(yīng)力混凝土梁正截面承載力計算公式。80(7分)寫出矩形截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁正截面承載力計算公式(基于經(jīng)典方法)。81(6分)何謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),其工作原理是什么?82(5分)張拉預(yù)應(yīng)力筋引起結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力,如何計算?83(6分)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件端部間接鋼筋的作用是什么?84(8分)選擇預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)材料及工藝時應(yīng)遵循什么原則?85(9分)預(yù)應(yīng)力筋線形選擇應(yīng)遵循什么原則?等效荷載計算時應(yīng)注意什么?86(9分)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗力計算的經(jīng)典計算方法和統(tǒng)一計算方法的思路特點

13、各是什么?87(10分)利用進行局壓承載力驗算時應(yīng)注意哪些問題?88(7分)簡述預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)工作原理。89(6分)選用預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力應(yīng)遵循什么原則?90(5分)什么叫預(yù)應(yīng)力筋的張拉?后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力損失有哪幾種?91(4分)次內(nèi)力有哪兩種計算方法?=答案=答案部分,(卷面共有91題,679.0分,各大題標有題量和總分)一、問答題(91小題,共679.0分)1(6分)答案施加預(yù)應(yīng)力對混凝土軸心受拉構(gòu)件的承載力沒有影響。 預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件和同條件普通混凝土軸心受拉構(gòu)件在破壞時,都是鋼筋達到屈服強度而破壞,它們的極限承載力公式是一樣。即施加預(yù)應(yīng)力不能提高軸心受

14、拉構(gòu)件的承載力。2(6分)答案受彎構(gòu)件截面受壓區(qū)內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋,在施工張拉階段的預(yù)拉應(yīng)力很高,在外載作用下拉應(yīng)力逐漸減小,當構(gòu)件破壞時,多數(shù)情況下仍為拉應(yīng)力。因此,這將降低受彎構(gòu)件的極限抗彎強度,但降低的幅度是不大的。同時,考慮到在受壓區(qū)設(shè)置預(yù)應(yīng)力筋還會降低正截面抗裂度,因此,只有在單面配置預(yù)應(yīng)力鋼筋可能引起預(yù)拉力(即受壓區(qū))出現(xiàn)過大裂縫的構(gòu)件中,才對受壓區(qū)(預(yù)拉區(qū))配置預(yù)應(yīng)力筋。3(8分)答案兩者是不相同的。因為施加預(yù)應(yīng)力將阻止斜裂縫的出現(xiàn)和開展,增加混凝土剪壓區(qū)高度和斜截面骨料間的咬合力。從而,提高了混凝士所承受的那部分剪力。所以預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的斜截面抗剪能力比普通混凝土的高,比普通混

15、凝土受彎構(gòu)件提高了0.05。是計算截面上混凝土法向應(yīng)力為零時的預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力。4(6分)答案試驗表明,受有軸向壓力的受彎構(gòu)件(偏壓構(gòu)件),由于軸向壓力阻止了斜裂縫的發(fā)生和發(fā)展,增加了混凝土剪壓區(qū)高度,同時軸向壓力的存在也使得斜裂縫兩邊的咬合力增大。因此,軸向壓力能提高鋼筋混凝土構(gòu)件斜截面的抗剪強度。但軸向拉力的作用則相反,它會使構(gòu)件的斜截面抗剪強度降低。對直線配筋的預(yù)應(yīng)由混凝土梁,預(yù)應(yīng)力的存在對斜截面抗剪強度的影響與軸向壓力的影響相似,所以,預(yù)應(yīng)力能在一定程度上提高梁的斜截面抗剪強度。當梁配有預(yù)應(yīng)力彎筋時,則能較大提高斜截面抗剪強度。因為這時不僅預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的豎向分力能直接抗

16、剪,而且它的水平分力如同軸壓力一樣,也提高了梁斜截面抗剪強度。5(6分)答案對于簡支梁來說,通常在支座截面附近的剪力是很大的,而彎起預(yù)應(yīng)力筋的豎向分量將大大有助于提高梁的斜截面抗裂性和抗剪強度,也可減小反拱值。另一方面,在支座附近彎矩很小,因此,沒有必要都把預(yù)應(yīng)力筋配置在梁的底下邊緣。彎起后,還有利于解決局部承壓問題,也有利于梁端錨具的布置。所以預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的作用是多方面的。對于連續(xù)梁或框架梁來說,除了在外支座截面附近的預(yù)應(yīng)力彎起鋼筋的作用與簡支梁的相同以外,彎起鋼筋在中間內(nèi)支座還可充分利用來抵抗負彎矩,對提高正截面的抗裂性和抗彎強度的作用也是十分大的。6(10分)答案兩者采用不同的剛度,因

17、為兩種情況下受力狀態(tài)是不同的。在計算預(yù)應(yīng)力引起的反拱時,按下列規(guī)定取值。 由于在使用階段預(yù)應(yīng)力的長期作用,預(yù)壓區(qū)混凝土的徐變變形影響使梁的反拱值增大,故使用階段的反拱值的構(gòu)件截面剛度取而在計算荷載作用下產(chǎn)生的撓度時,其剛度取值如下: 按荷載效應(yīng)的標準組合下的短期剛度,對使用要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,對于使用階段允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件7(8分)答案為滿足承載力、構(gòu)造和施工需要,往往在預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中配置部分非預(yù)應(yīng)力鋼筋。由于它對混凝士預(yù)壓變形起約束作用從而使混凝土收縮徐變減少,相應(yīng)地也減少了預(yù)應(yīng)力鋼筋因收縮、徐變引起的損失,這樣對增加混凝土預(yù)壓應(yīng)力,提高其抗裂性有利。但是當混凝士發(fā)生收縮、徐變時,非預(yù)

18、應(yīng)力鋼筋阻止它發(fā)生(非預(yù)應(yīng)力鋼筋受壓),對混凝土產(chǎn)生附加的拉應(yīng)力,使混凝土的預(yù)壓應(yīng)力減小這是對構(gòu)件抗裂影響不利的。不利影響較有利影響顯著。因而,在設(shè)計計算中,規(guī)范要求考慮非預(yù)應(yīng)力鋼筋對抗裂的不利影響。 值得說明的是,在構(gòu)件受拉區(qū)的外緣,設(shè)置適量的非預(yù)應(yīng)力鋼筋網(wǎng)片,對控制裂縫寬度是一種較為有效的構(gòu)造措施。8(10分)答案因為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工階段的受力狀態(tài)和使用階段的不同。滿足了使用階段的抗裂度和強度不等于施工階段的抗裂度和強度也滿足。因此,為了防止施工階段構(gòu)件的預(yù)拉區(qū)和預(yù)壓區(qū)分別產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力,規(guī)范規(guī)定必須驗算構(gòu)件施工階段的抗裂度和強度,使它們不致影響使用性能。 驗算預(yù)應(yīng)力混凝土受

19、彎構(gòu)件施工階段的性能時,土要應(yīng)控制截面邊緣的混凝土法向應(yīng)力。 對于不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件或預(yù)壓時全截面受壓的構(gòu)件,在預(yù)壓應(yīng)力、自重及施工荷載作用下截面邊緣的混凝土法向應(yīng)力應(yīng)符合下列條件: 對于允許預(yù)拉區(qū)出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,當預(yù)拉區(qū)不配置預(yù)應(yīng)力筋時,截面邊緣的混凝土法向應(yīng)力應(yīng)符合下列條件: 9(8分)答案部分預(yù)應(yīng)力混凝土是相對于全預(yù)應(yīng)力混凝土而言的它的定義是:在使用荷載作用下,允許受拉邊的混凝土出現(xiàn)裂縫,但最大裂縫寬度不超過允許值的構(gòu)件,大致相當于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中裂縫控制等級為三級,即允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。 部分預(yù)應(yīng)力混凝土克服丁全預(yù)應(yīng)力混凝土的缺點,即減少了預(yù)應(yīng)力筋的用量,降低了(有時是很不利的)

20、反拱值,減少了產(chǎn)生縱向裂縫的可能性,改善了結(jié)構(gòu)的延性和抗震性能。以鋼筋混凝土和全預(yù)應(yīng)力混凝土為兩個界限,部分預(yù)應(yīng)力混凝土處于這兩個界限之間的廣大領(lǐng)域。它既有兩者的優(yōu)點,又克服了兩者的缺點,成為減輕自重,改善裂縫,增加剛度,節(jié)約預(yù)應(yīng)力鋼材、錨具和具有良好抗震性能的混凝土結(jié)構(gòu)。它與普通鋼筋混凝土、全預(yù)應(yīng)力混凝土一起,組成了完整的配筋混凝土系列。10(12分)答案鋼筋在高應(yīng)力下具有隨時間而增長的塑性變形性能。一方面當鋼筋應(yīng)力保持不變時,應(yīng)變會隨時間增長而逐漸增大;另一方面當鋼筋長度保持不變時,應(yīng)力會隨時間的增長而逐漸降低。前者被稱為鋼筋的徐變后者被稱為鋼筋的松弛。鋼筋的徐變和松弛都會引起預(yù)應(yīng)力混凝上

21、中的應(yīng)力損失。在預(yù)應(yīng)力混凝土構(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,幾乎是保持不變的。因而,由鋼筋的松弛和徐變引起的損失統(tǒng)稱為鋼筋應(yīng)力松弛損失。 松弛損失主要與以下因素有關(guān): (1)應(yīng)力松弛與時間有關(guān),開始階段發(fā)展較快,第l小時松弛損失可達到全部松弛損失的50左右,2d小時后可達80%左右,以后發(fā)展緩慢。 (2)應(yīng)力松弛損失與鋼材品種有關(guān)。熱處理鋼筋的應(yīng)力松弛值比鋼絲、鋼絞線的小。 (3)張拉控制應(yīng)力值高,應(yīng)力松弛大,反之,則小。 超張拉可以減少松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失是因為在高應(yīng)力下短時間所產(chǎn)生的松弛損失可達到在低應(yīng)力下需較長時間才能完成的松弛數(shù)值,

22、所以,經(jīng)過超張拉部分松弛損失也已完成。11(10分)答案對于先張法構(gòu)件,由于它是依靠預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土的之間的粘結(jié)力傳遞預(yù)應(yīng)力的,因此在構(gòu)件端部需經(jīng)過一段傳遞長度,才能在構(gòu)件的中間段建立起不變的有效預(yù)應(yīng)力。就稱為預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力傳遞長度。即指預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力為零的端部到應(yīng)力為的這一段長度。 與其他部位不同的是在正常使用階段,對先張法構(gòu)件端部進行抗裂驗算時,應(yīng)考慮內(nèi)實際應(yīng)力值的變化。 在傳遞長度范圍內(nèi),混凝土預(yù)壓應(yīng)力由零開始逐步增大至,由于桿端與其他桿件連接形成節(jié)點區(qū),截面尺寸較大,一般當節(jié)點區(qū)該構(gòu)件的最小截面位于內(nèi)時,則有必要驗算該截面的抗裂能力,相應(yīng)的混凝土預(yù)壓應(yīng)力取值在O與之間線性插入。1

23、2(10分)答案(1)正截面裂縫控制驗算。 1)一級:嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。 在荷載效應(yīng)的標準組合下應(yīng)符合下列規(guī)定: 2)二級:一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。 在荷載效應(yīng)的標準組合下應(yīng)符合下列規(guī)定: 在荷載效應(yīng)的準永久組合下宜符合下列規(guī)定: 3)三級:允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件。 按荷載效應(yīng)的標準組合并考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度,應(yīng)符合下列規(guī)定 (2)斜截面抗裂驗算。 1)混凝土主拉應(yīng)力。 一級:嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,應(yīng)符合下列規(guī)定: 二級:一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,應(yīng)符合下列規(guī)定: 2)混凝土主壓應(yīng)力。 對嚴格要求不出現(xiàn)裂縫和一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件,均應(yīng)符合下列規(guī)定: 13(9分)答案

24、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢之一是越來越廣泛地采用部分預(yù)應(yīng)力混凝士。其特點是適當減少預(yù)應(yīng)力筋而配置一定數(shù)量的非預(yù)應(yīng)力筋。 非預(yù)應(yīng)力鋼筋的存在,對混凝土的收縮和徐變起阻礙作用,因而在混凝土中產(chǎn)生托應(yīng)力,亦即減少了混凝土的預(yù)壓應(yīng)力,所以對混凝土建立的有效預(yù)壓應(yīng)力是不利的。另一方面,對預(yù)應(yīng)力鋼筋來說,由于非預(yù)應(yīng)力鋼筋的存在,減小了收縮和徐變變形,斟而減少了預(yù)應(yīng)力鋼筋中的預(yù)應(yīng)力損失。然而決定結(jié)構(gòu)抗裂性的是混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力,因此非預(yù)應(yīng)力鋼筋的存在對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性是不利的。 總之,由于非預(yù)應(yīng)力鋼筋的存在,預(yù)應(yīng)力鋼筋中的預(yù)應(yīng)力損失是減少了,但是混凝土中的預(yù)壓應(yīng)力則相對地降低更多,且隨非預(yù)應(yīng)力鋼筋

25、的增加而更加嚴重。由此可見,非預(yù)應(yīng)力鋼筋的存在對預(yù)應(yīng)力損失和抗裂性是不利的,計算預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失和抗裂性時不考慮這種不利影響是偏于不安全的。14(10分)答案(1)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)點: 1)不會過早地出現(xiàn)裂縫,抗裂性高,甚至可保證使用荷載下不出現(xiàn)裂縫,從根本上解決了裂縫問題。2)合理有效地利用高強度鋼材和混凝士,從而大大節(jié)約鋼材、減輕結(jié)構(gòu)自重。它比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)般可節(jié)約鋼材3050,減輕結(jié)構(gòu)自重達30左右,特別在大跨度承重結(jié)構(gòu)中更為經(jīng)濟; 3)由于混凝土不開裂或較遲開裂,故結(jié)構(gòu)的剛度大,在預(yù)加應(yīng)力時又產(chǎn)生反拱,因而結(jié)構(gòu)的總變形較小。 4)擴大了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍

26、。由于強度高、截面小、自重輕,能建造大跨度承重結(jié)構(gòu)或橋梁;由于抗裂性高,可建造水工結(jié)構(gòu)、儲水結(jié)構(gòu)和其他不滲漏結(jié)構(gòu),如壓力容器及原子能電站的安全殼等;此外,抗裂性高對于處存侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)也是一大優(yōu)點。 5)由于使用荷載下不裂或裂縫處于閉合狀態(tài),提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。 6)疲勞性能好。因為結(jié)構(gòu)預(yù)先存在應(yīng)力狀態(tài),減小了重復(fù)荷載下鋼筋應(yīng)力的變化幅度所以可提高結(jié)構(gòu)承受重復(fù)荷載的能力。 7)預(yù)加應(yīng)力還可作為結(jié)構(gòu)的一種拼裝手段和加固措施。 由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有上述一系列優(yōu)點所以它的應(yīng)用范圍極廣,已成為土建結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用很廣的一種結(jié)構(gòu)材料。 (2)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的主要缺點: 1)設(shè)計計算較復(fù)雜。 2)

27、施工工藝較復(fù)雜,所要求的材料、設(shè)備和技術(shù)水平等都比較高。 3)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的單方面造價也比較高。 與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的延性一般要差一些。15(10分)答案如果先張法和后張法兩種構(gòu)件的張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失一樣,當加荷至預(yù)壓應(yīng)力時,先張法和后張法兩種構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力是不相同的。 先張法 后張法 先張法構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力(放松預(yù)應(yīng)力鋼筋)時,由于混凝土的彈性壓縮,鋼筋的預(yù)拉應(yīng)力隨之降低,而后張法構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力(張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋)時,混凝土的彈性壓縮可以由千斤頂及時補償,因此,鋼筋初始預(yù)拉應(yīng)力(張拉控制應(yīng)力)不會因混凝土的彈性壓縮而降低。困此在張拉控制應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失相

28、同的條件下,當構(gòu)件受荷后混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消時,預(yù)應(yīng)力鋼筋中的應(yīng)力先張法的總比后張法的低。16(10分)答案換算截面是按整體工作應(yīng)變協(xié)調(diào)的原則將縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋和縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積換算成混凝土面積再加上混凝土的凈面積三者的總和,即 在計算施工階段的混凝土應(yīng)力時,對后張法構(gòu)件,由于預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土之間還沒有粘結(jié),預(yù)應(yīng)力合力相當于外力作用在鋼筋混凝土凈截面上,張拉力是與鋼筋混凝土凈截面上的內(nèi)力平衡的。因此,用凈截面。而先張法構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土是有粘結(jié)的,兩者共同變形,因此用換算截面。 當計算外載引起的截面應(yīng)力時,因先張法構(gòu)件和后張法構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土之間都已是粘結(jié)的,因此,都采

29、用。17(5分)答案這種說法對于用張拉鋼筋的辦法來施加預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是對的。因為在預(yù)加應(yīng)力期間,鋼筋和混凝土都承受了很高的應(yīng)力,而在使用階段的應(yīng)力往往不會再高多少。所以如果該結(jié)構(gòu)能在預(yù)加應(yīng)力階段表現(xiàn)出良好性能的話,那么有把握認為它在使用荷載階段也將具有良好的結(jié)構(gòu)性能。從這個意義上講,可稱預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是一種事先經(jīng)過檢驗的結(jié)構(gòu)。18(7分)答案對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力的方法有兩大類:一類是用張拉鋼筋的方法;另一類是不用張拉鋼筋的方法。 采用張拉鋼筋的方法對混凝土施加預(yù)應(yīng)力是建筑構(gòu)件最常用的方法。根據(jù)澆灌混凝土和張拉鋼筋的先后不同,又分為先張法和后張法。先張法是在澆灌混凝土之前張托預(yù)

30、應(yīng)力鋼筋,可采用臺座長線張拉或鋼模短線張拉。后張法是在澆灌混凝土并結(jié)硬之后以混凝土構(gòu)件作為臺座張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。后張法又可做成有粘結(jié)的和無粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。張拉鋼筋的方法有機械張拉和電熱張拉。 不用張拉鋼筋的方法是直接利用千斤頂或扁頂對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力的。這種施力過程可以使混凝土受到預(yù)壓力,而無需任何鋼筋之類的材料。19(10分)答案顧名思義,先張法是澆搗混凝土之前在臺座上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,而后張法是在獲得足夠強度的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋??梢姡瑑烧卟粌H在張拉鋼筋的先后程序上 不同,而且張拉的臺座也不一樣,后者是把構(gòu)件本身作為臺座的。 在先張法中,首先將預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉到需要的程度,

31、并臨時錨固于臺座上,然后澆灌混凝土,待混凝土達到一定的強度之后(約為混凝土設(shè)計強度的70100),放松預(yù)應(yīng)力鋼筋。這時形成的鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)約束著鋼筋的同縮,因而,混凝土得到了預(yù)壓應(yīng)力。所以先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中混凝土的預(yù)壓應(yīng)力是靠鋼筋與混凝上之間的粘結(jié)力的傳遞而獲得的。 通常,制作先張法預(yù)應(yīng)力混凝士構(gòu)件都需要臺座、千斤頂、傳力橫梁和夾具等設(shè)備。臺座大多是固定的,有時也可臨時組裝起來使用。大型屋面板等構(gòu)件,為加快生產(chǎn)速度,常采用蒸汽養(yǎng)護等措施,采用鋼模施工,它是在鋼模上直接張拉錨固,因而它不用臺座。 在后張法中,首先澆搗混凝土構(gòu)件,同時在構(gòu)件中預(yù)留孔道,在混凝土到達規(guī)定的設(shè)計強度之后,

32、通過孔道穿入要張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋,然后利用構(gòu)件本身作臺座張拉鋼筋。在張拉的同時,混凝土受到壓縮。張拉完畢后,構(gòu)件兩端都用錨具錨固住預(yù)應(yīng)力筋,最后向孔道內(nèi)壓力灌漿。所以,在后張法中主要是靠錨具來保持預(yù)應(yīng)力的。 后張法不需要臺座,但需要有可靠的錨具、千斤頂和張拉油泵等設(shè)備。 先張法構(gòu)件中鋼筋與混凝土之間都是有粘結(jié)的,而后張法可分為有粘結(jié)和無粘結(jié)兩種情況。 先張法和后張法的主要區(qū)別在于施工工藝不同。在先張法和后張法中,預(yù)應(yīng)力損失也不一樣,如果采用同等的張拉控制應(yīng)力,則后張法建立的預(yù)壓應(yīng)力要高一些。另外,后張法用于超靜定結(jié)構(gòu)中,會因為張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)中的次應(yīng)力。20(12分)答案(1)對預(yù)應(yīng)力鋼

33、材的性能要求是: 1)高強度、低松弛。因為結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力的大小取決于鋼筋的張拉應(yīng)力,同時,結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作及使用過程中將出現(xiàn)各種預(yù)應(yīng)力損失(有時損失總值可達以上),因此,必須采用高強度的鋼材。順便提及,預(yù)應(yīng)力的一些先驅(qū)者,起初由于采用強度不高的軟鋼,加上沒有充分認識到因混凝土收縮、徐變和鋼材松弛等而發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失,以致加于結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的初始預(yù)應(yīng)力的很大部分被隨后發(fā)生的損失所抵消了。結(jié)果,想建立起一項恒定的預(yù)壓應(yīng)力的努力,都失敗了。 2)具有一定的塑性。即要求拉斷時有一定的延伸率。尤其在低溫和受沖擊條件及抗震的結(jié)構(gòu),更應(yīng)注意鋼材的塑性要求,否則,可能產(chǎn)生脆性破壞。 3)有良好的可焊接和可鐓性。因為結(jié)構(gòu)

34、中的鋼筋常常需要對焊接長使用,也常需要經(jīng)過鐓粗(冷鐓或熱鐓)加以錨固。 4)先張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件要求鋼筋(或鋼絲)與混凝土之間有良好的粘結(jié)性能。因為它們是靠鋼筋和混凝土之間的握裹力來傳遞預(yù)應(yīng)力的。因此,高強度光面鋼絲常常需要事先作“刻痕”或“壓波”處理。 (2)對混凝土的性能要求是: 1)高強度。高強度混凝土能減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和自重。 2)較高的彈性模量和較小的徐變、收縮變形,以減少預(yù)應(yīng)力損失。因而,要求混凝土是低水灰比的。 3)快硬、早強。快硬、早強的混凝土可盡早施加預(yù)應(yīng)力,加快施工速度。 4)輕質(zhì)。輕質(zhì)混凝士能減輕結(jié)構(gòu)自重。 因此,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土強度等級不應(yīng)低于C30;當

35、采用鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預(yù)應(yīng)力鋼筋時,混凝土強度等級不低于C40。 選擇預(yù)應(yīng)力混凝土的混凝土強度等級時,應(yīng)綜合考慮構(gòu)件跨度、使用條件、施工方法及鋼筋類型等因素。21(10分)答案(1)因為預(yù)應(yīng)力鋼筋傳給混凝土較高的預(yù)壓應(yīng)力,所以用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土強度等級必須比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的高;同時,為了克服預(yù)期的預(yù)應(yīng)力損失,產(chǎn)生較高的預(yù)應(yīng)力效果,鋼筋的預(yù)加應(yīng)力需要到達相當高的程度,困此,用于鋼筋混凝土中的軟鋼或中等強度的鋼筋將不適合于預(yù)加應(yīng)力,用于預(yù)應(yīng)力混凝土中的鋼筋最好是高強鋼筋、高強鋼絲和鋼絞線。 (2)預(yù)應(yīng)力程度較高的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),在使用荷載作用下通常是不開裂的結(jié)構(gòu)。即使桿偶然

36、超載時有裂縫出現(xiàn),但是只要卸去一部分荷載,裂縫就會閉合。因而,它的性能接近勻質(zhì)彈性材料。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用荷載下的性能基本上是非線性的。 (3)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)由于裂縫出現(xiàn)很遲或較遲,因而它的剛度較大;同時,預(yù)加應(yīng)力會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反拱,因而它的撓度較小。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫出現(xiàn)早,剛度降低多,所以,撓度較大。 (4)在預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的使用階段,在如何抵抗外荷載方而也有重要的差別。在出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土梁中,隨著外荷載的增加,鋼筋應(yīng)力增長,而內(nèi)力臂的變化較小,即抵抗彎矩的增大主要靠鋼筋應(yīng)力的增長。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中則不同,隨外載的增加,受拉的預(yù)應(yīng)力混凝土與受壓的混凝土之間的內(nèi)

37、力臂明顯增大,而預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力增長速度卻相對較小,因為外載作用前已有較高的預(yù)拉應(yīng)力。因而,預(yù)應(yīng)力混凝土梁在使用荷載下即使出現(xiàn)裂縫,其裂縫開展寬度也較小。 (5)一旦預(yù)應(yīng)力被克服之后,預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋混凝土之間沒有本質(zhì)的不同。因而,無論是拉桿的強度,或是梁的抗彎能力,預(yù)應(yīng)力混凝土與同條件鋼筋混凝土兩者是相同的。不過,梁的抗剪強度兩者則不同,預(yù)應(yīng)力混凝土梁的抗剪強度比鋼筋混凝土梁的高。因而,預(yù)應(yīng)力混凝土梁的腹板可做得較薄,這樣大大減輕了自重。22(15分)答案預(yù)應(yīng)力損失包括以下項目: (1)張拉端錨具變形及鋼筋回縮損失 。 (2)預(yù)應(yīng)力鋼筋的摩擦損失 (包括兩種情況:預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩

38、擦;預(yù)應(yīng)力鋼筋在轉(zhuǎn)向裝置處的摩擦)。 (3)混凝土加熱養(yǎng)護時受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間的溫度損失。 (4)鋼筋的松弛損失 。 (5)混凝土的收縮和徐變損失。 (6)用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的環(huán)形構(gòu)件,由于混凝土的局部擠壓引起的損失。 實際上因為預(yù)應(yīng)力損失是分批發(fā)生的,且因張拉工藝(先張或后張)的不同而有所差別。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在各階段的預(yù)應(yīng)力損失值的組合如下表 預(yù)應(yīng)力損失值的組合先張法構(gòu)成件后張法構(gòu)件混凝土預(yù)壓前(第一批)損失混凝土預(yù)壓前(第一批)損失 每一批預(yù)應(yīng)力損失,在計算中應(yīng)根據(jù)具體情況予以考慮。例如在驗算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用性能(如抗裂性等)時,應(yīng)按全部損失完成后的損失來計算,即應(yīng)用第

39、二階段的預(yù)應(yīng)力損失的組臺。當進行制作、運輸、吊裝等施工階段的驗算時,應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的實際情況考慮預(yù)應(yīng)力損失值的組臺, 一般考慮第一批損失并可考慮時間對混凝土收縮和徐變損失的影響。先張法構(gòu)件由于鋼筋應(yīng)力松弛引起的損失在第一批和第二批損失中的比例,如需分開,可根據(jù)實際情況確定;后張法構(gòu)件當采用折線形預(yù)應(yīng)力鋼筋時,由于轉(zhuǎn)向裝置的摩擦,故在混凝土預(yù)壓前(第一批)的損失中計入 ,其值按實際情況確定。23(10分)答案在一般濕度條件下,混凝土在結(jié)硬過程中體積發(fā)生收縮,而在預(yù)壓應(yīng)力作用下混凝土又發(fā)生沿壓應(yīng)力方向的徐變?;炷恋氖湛s和徐變都使構(gòu)件的長度縮短,預(yù)應(yīng)力鋼筋也隨之回縮,造成預(yù)應(yīng)力損失。 影響收縮和徐變的

40、主要因素有張拉鋼筋時混凝土中的預(yù)壓應(yīng)力與此時的混凝土立方強度之比以及混凝土質(zhì)量(水灰比、水泥用量等)和構(gòu)件所處環(huán)境的溫濕度條件。此外,不同的張拉方法也有一定的影響,后張法構(gòu)件比先張法構(gòu)件的收縮和徐變損失相對地小一些。 計算混凝土的收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失時混凝土預(yù)壓應(yīng)兒是指預(yù)應(yīng)力鋼筋和在各自合力點處的混凝土法向應(yīng)力值。計算時僅考慮混凝土預(yù)壓前(第一批)的損失。24(6分)答案鋼筋:預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在制作和使用過程中,由于種種原因會出現(xiàn)各種預(yù)應(yīng)力損失,為了在扣除預(yù)應(yīng)力損失后,仍然能使混凝土建立起較高的預(yù)應(yīng)力值,需采用較高的張拉應(yīng)力,因此預(yù)應(yīng)力鋼筋必須采用高強鋼筋(絲)。 混凝土:預(yù)應(yīng)力混凝土只

41、有采用較高強度的混凝土,才能建立起較高的預(yù)壓應(yīng)力,并可減少構(gòu)件截面尺寸,減輕結(jié)構(gòu)自重。對先張法構(gòu)件,采用較高強度的混凝土可以提高黏結(jié)強度;對后張法構(gòu)件,則可承受構(gòu)件端部強大的預(yù)壓力。25(6分)答案張拉控制應(yīng)力是指張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋時所控制的最大應(yīng)力值,其值為張拉設(shè)備所控制的總的張拉力除以預(yù)應(yīng)力鋼筋面積的到的應(yīng)力值。從充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力優(yōu)點的角度考慮,張拉控制應(yīng)力應(yīng)盡可能地定得高一些,張拉控制應(yīng)力定得高,形成的有效預(yù)壓應(yīng)力高,構(gòu)件的抗裂性能好,且可以節(jié)約鋼材,但如果控制應(yīng)力過高,會有構(gòu)件的延性較差、對后張法構(gòu)件有可能造成端部混凝土局部受壓破壞、預(yù)應(yīng)力損失增大等缺點。張拉控制應(yīng)力也不能定過低,它應(yīng)有下限

42、值。否則預(yù)應(yīng)力鋼筋在經(jīng)歷各種預(yù)應(yīng)力損失后,對混凝土產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力過小,達不到預(yù)期的抗裂效果。26(7分)答案鋼筋得張拉控制應(yīng)力,從開始張拉至構(gòu)件使用,由于張拉工藝和材料特性等原因?qū)⒉粩嘟档停@種預(yù)應(yīng)力降低的現(xiàn)象稱為預(yù)應(yīng)力損失。預(yù)應(yīng)力損失包括以下六項:1)錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失;2)預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失;3)混凝土加熱養(yǎng)護時,受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的損失;4)鋼筋應(yīng)力松弛的引起的預(yù)應(yīng)力損失;5)混凝土的收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失;6)環(huán)形構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筋擠壓混凝土引起的預(yù)應(yīng)力損失。27(6分)答案先張法構(gòu)件預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力通過鋼筋和混凝土之間的

43、黏結(jié)傳遞給混凝土和非預(yù)應(yīng)力鋼筋,預(yù)應(yīng)力傳遞過程中,預(yù)應(yīng)力鋼筋、混凝土、非預(yù)應(yīng)力鋼筋三者協(xié)調(diào)變形;全截面受力,所以施工階段計算時采用換算截面面積A0(A0Ac+EsAs+ EAp,Es和E,分別為非預(yù)應(yīng)力鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比);28(8分)答案預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點處混凝土法向應(yīng)力等于零時預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力計算公式分別為: 先張法:p0 =con-l 后張法:p0 =con-l+EpcII 從公式可以看出,先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力比后張法少EpcII,所以說后張法構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力大。29(4分)答案通過比較可知,兩者的正截面的界限相對受壓區(qū)高度是不同的。預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的

44、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)。30(6分)答案張拉控制應(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。31(8分)答案預(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

45、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??赏ㄟ^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。可通過超張拉減小該項預(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大構(gòu)件直徑。32(8分)答案因為在施工階段,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,且;而后張法構(gòu)件,構(gòu)件中混凝土

46、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,且。 33(9分)答案當為零時,由于先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力為 后張法構(gòu)件應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力為比較發(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。34(9分)答案從鋼筋應(yīng)力為零的端面到鋼筋應(yīng)力為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。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35(6分)答案預(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

47、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。36(4分)答案預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的撓度包括兩部分: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。37(5分)答案預(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。38(4分)答案公路預(yù)應(yīng)力橋梁的預(yù)應(yīng)力損失可按

48、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。39(5分)答案如果張拉控制應(yīng)力取得太高,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。40(9分)答案在后張法構(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。在確定時,和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個構(gòu)件的強度和穩(wěn)定。41

49、(5分)答案張拉靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋,其支反力不發(fā)生變化;張拉超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力筋,其支反力多發(fā)生變化。42(4分)答案按吻合束布置預(yù)應(yīng)力筋時,對其進行張拉,不引起無側(cè)限超靜定預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)支座反力的變化。43(4分)答案框架結(jié)構(gòu)中的柱、板柱結(jié)構(gòu)中的柱、框架剪力墻結(jié)構(gòu)中的平面內(nèi)墻體等影響或限制預(yù)應(yīng)力傳遞的豎向構(gòu)件通稱為側(cè)限。44(4分)答案簡支梁、伸臂梁、連續(xù)梁等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)為無側(cè)限預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。45(3分)答案所考察側(cè)限結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件,受到的實際預(yù)加力與全部預(yù)加力的比值。46(3分)答案在張拉預(yù)應(yīng)力筋所引起的端部預(yù)加力及節(jié)間等效荷載作用下的支座反力稱為

50、次反力。47(4分)答案不考慮支座對所考察構(gòu)件的約束作用,所考察結(jié)構(gòu)構(gòu)件只在預(yù)應(yīng)力平衡力系作用下的內(nèi)力稱為主內(nèi)力。主彎矩即可用預(yù)加力至截面中和軸距離的乘積去求得,也可用所考察截面一側(cè)的預(yù)應(yīng)力等效荷載對所考察截面取距求得。48(3分)答案主內(nèi)力與次內(nèi)力之和即為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的綜合內(nèi)力。49(5分)答案本質(zhì)區(qū)別是:簡支梁控制截面的彎矩設(shè)計值為外荷載作用下的彎矩設(shè)計值,而連續(xù)梁控制截面的彎矩設(shè)計值為外載彎矩設(shè)計值與次彎矩之和。50(4分)答案第一種方法為定義法,即綜合內(nèi)力次內(nèi)力主內(nèi)力;第二種方法是所考察結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力等效荷載作用下的內(nèi)力即為綜合內(nèi)力。51(10分)答案在距梁端0.2倍h范圍內(nèi),間接鋼筋用量

51、要滿足局壓所要求的間接鋼筋用量和控制B類裂縫所要求的間接鋼筋用量中的較大值。在3e范圍內(nèi)的間接鋼筋用量要取局壓所要求的間接鋼筋用量和控制A類裂縫所要求的間接鋼筋用量的較大值。錨固影響的最后區(qū)段的間接鋼筋用量應(yīng)滿足局壓要求。這三類鋼筋的構(gòu)造尺寸應(yīng)同時得到滿足。52(10分)答案(1)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有下列優(yōu)點:a.不會過早地出現(xiàn)裂縫,抗裂性高,甚至可保證使用荷載下不出現(xiàn)裂縫,從根本上解決了裂縫問題;b. 合理有效地利用高強鋼材和混凝土,從而大大節(jié)約鋼材、減輕結(jié)重。它比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般可節(jié)約鋼材30 50,減輕結(jié)構(gòu)自重達30左右,特別是在大跨度承重結(jié)構(gòu)中更為經(jīng)濟;c. 由于混凝土不開裂或較遲開

52、裂,故結(jié)構(gòu)的剛度大,在預(yù)加應(yīng)力時又產(chǎn)生反拱,因而結(jié)構(gòu)的總變形較小。d. 擴大了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。由于強度高、截面小、自重輕,能建造大跨度承重結(jié)構(gòu)或橋梁;由于抗裂性高,可建造水工結(jié)構(gòu)、儲水結(jié)構(gòu)和其他不滲漏結(jié)構(gòu),如壓力容器及原子能電站的安全殼等;此外,抗裂性高對于處在侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)也是一大優(yōu)點;e. 由于使用荷載下不裂或裂縫處于閉合狀態(tài),提高了結(jié)構(gòu)的耐久性;f. 疲勞性能好。因為結(jié)構(gòu)預(yù)先造成了人為應(yīng)力狀態(tài),減少了重復(fù)荷載下鋼筋應(yīng)力的變化幅度,所以可提高結(jié)構(gòu)承受重復(fù)荷載的能力;g. 預(yù)加應(yīng)力還可作為結(jié)構(gòu)的一種拼裝手段和加固措施。由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有上述一系列優(yōu)點,所以它的應(yīng)用范圍極大

53、,已成為土建結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用很廣的一種結(jié)構(gòu)材料。(2)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的主要缺點:a. 設(shè)計計算較復(fù)雜;b. 施工工藝亦較復(fù)雜,所要求的材料、設(shè)備和技術(shù)水平等都比較高;c. 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的單方造價也比較高;d. 與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的延性一般要差一些。53(6分)答案這種說法對于用張拉鋼筋的方法來施加預(yù)應(yīng)力的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)時對的。因為在預(yù)加應(yīng)力期間,鋼筋和混凝土都承受了很高的應(yīng)力,而在使用階段的應(yīng)力往往比它不會再高多少。所以,如果該結(jié)構(gòu)能在預(yù)加力階段表現(xiàn)出良好性能的話,那么,有把握認為它在使用荷載階段也將具有良好的結(jié)構(gòu)性能。從這個意義上講,可稱預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是一種事

54、先經(jīng)過檢驗的結(jié)構(gòu)。54(10分)答案先張法是澆搗混凝土之前在臺座上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋,而后張法是在獲得足夠強度的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋??梢?,兩者不僅在張拉鋼筋的先后程序上不同,而且張拉的臺座也不一樣,后者是把構(gòu)件本身作為臺座的。在先張法中,首先將預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉到需要的程度,并臨時錨固于臺座上,然后澆灌混凝土,待混凝土達到一定的強度之后(約為混凝土設(shè)計強度的70100),放松預(yù)應(yīng)力鋼筋。這時形成的鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)約束著鋼筋的回縮,因而,混凝土得到了預(yù)壓應(yīng)力。所以,先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中混凝土的預(yù)壓應(yīng)力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力的傳遞而獲得的。 通常,制作先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件都需

55、要臺座、千斤頂、傳力橫梁和夾具等設(shè)備。臺座大多是固定式的,有時也可臨時組裝起來使用。大型屋面板等短構(gòu)件,為加快生產(chǎn)速度,常采用蒸汽養(yǎng)護等措施,采用鋼模施工,它是在鋼模上直接張拉錨固,因而它不用臺座。 在后張法中,首先澆搗混凝土構(gòu)件,同時在構(gòu)件中預(yù)留孔道,在混凝土達到規(guī)定的設(shè)計強度之后,通過孔道穿入要張拉的預(yù)應(yīng)力鋼筋,然后利用構(gòu)件本身作臺座張拉鋼筋。在張拉的同時,混凝土受到壓縮。張拉完畢后,構(gòu)件兩端都用錨具錨固住預(yù)應(yīng)力筋,最后向孔道內(nèi)壓力灌漿。所以,在后張法中主要是靠錨具來保持預(yù)應(yīng)力的。 后張法不需要臺座,但需要有可靠的錨具、千斤頂和張拉油泵等設(shè)備。 先張法中鋼筋與混凝土之間都是有粘結(jié)的,而后張法可分為有粘結(jié)和無粘結(jié)兩種情況。 先張法和后張法的主要區(qū)別在于施工工藝不同。在先張法和后張法中,預(yù)應(yīng)力損失也不一樣,如果采用同等的張拉控制應(yīng)力,則后張法建立的預(yù)壓應(yīng)力要高一些。另外,后張法用于超靜定

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