預應力混凝土構件問答題及答案

1、預應力混凝土構件問答題及答案1靜定預應力混凝土結構和超靜定預應力混凝土結構有何本質區(qū)別？答：張拉靜定預應力混凝土結構中的預應力筋，其支反力不發(fā)生變化；張拉超靜定預應力混凝土結構中的預應力筋，其支反力多發(fā)生變化。2如何布置預應力筋時，張拉預應力筋不引起超靜定預應力混凝土結構支座反力的變化？答：按吻合束布置預應力筋時，對其進行張拉，不引起無側限超靜定預應力混凝土結構支座反力的變化。3何謂預應力結構中的側限？答：框架結構中的柱、板柱結構中的柱、框架剪力墻結構中的平面內墻體等影響或限制預應力傳遞的豎向構件通稱為側限。4何謂無側限預應力混凝土結構？舉例說明。答：簡支梁、伸臂梁、連續(xù)梁等預應力混凝土結構為

2、無側限預應力混凝土結構。5何謂側限影響系數？答：所考察側限結構中的預應力構件，受到的實際預加力與全部預加力的比值。6什么叫做張拉預應力筋所引起的次反力？答：在張拉預應力筋所引起的端部預加力及節(jié)間等效荷載作用下的支座反力稱為次反力。7什么叫預應力混凝土結構的次內力？答：所考察結構構件在次反力作用下的內力稱為次內力。8什么叫預應力混凝土結構的主內力？答：不考慮支座對所考察構件的約束作用，所考察結構構件只在預應力平衡力系作用下的內力稱為主內力。主彎矩即可用預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的預應力等效荷載對所考察截面取距求得。9什么叫預應力結構的綜合內力？答：主內力與次內力之和

3、即為預應力結構的綜合內力。10綜合內力有哪兩種計算方法？答：第一種方法為定義法，即綜合內力次內力主內力；第二種方法是所考察結構在預應力等效荷載作用下的內力即為綜合內力。11次內力有哪兩種計算方法？答：第一種計算方法是：先求出次反力，然后再求出結構構件在次反力作用下的內力。第二種計算方法是：先求出綜合內力，再求出主內力，用（綜合內力主內力），即為次內力。12預應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區(qū)別是什么？答：本質區(qū)別是：簡支梁控制截面的彎矩設計值為外荷載作用下的彎矩設計值，而連續(xù)梁控制截面的彎矩設計值為外載彎矩設計值與次彎矩之和。13簡述預應力筋的兩階段工作原理？答：預應力筋兩階

4、段工作原理認為預應力筋第一階段(從張拉到有效預應力的建立)是用于產生等效荷載的，這一階段為能動的作用者；第二階段(從等效預應力建立以后)認為預應力筋中高于有效預應力的富余強度象普通鋼筋一樣用于提供抗力。 14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？答：（1）. 未考慮密布預應力束錨下局壓承載力計算問題；（2）. 未給出滿足超大噸位錨具下局壓承載力要求的技術措施；（3）. 未考慮Ab超過計算梁寬，探入其垂直邊梁的情況；（4）未考慮Al超越所考察梁寬，探入其垂直邊梁的情況。15用基于簡支梁板所求得的無粘結筋等效折減系數去計算連續(xù)梁板的裂縫和變形會帶來什么問題？答：因為連續(xù)梁板各跨同

5、時承受較大荷載的機率不大，所以，用基于簡支梁板所求得的無粘結筋等效折減系數去計算連續(xù)梁板的裂縫和變形，將出現(xiàn)計算裂縫寬度小于實際裂縫寬度，計算變形小于實際變形的問題。16預應力混凝土結構連續(xù)梁有哪幾種破壞機制？答：第一種破壞機制是各跨同時破壞；第二種破壞機制是只有一跨或少數幾跨同時破壞。17對有側限多、高層預應力混凝土結構張拉預應力筋時應注意哪些問題？答：由于對于逐層澆筑、逐層張拉的多高層預應力混凝土結構，張拉上部樓層的預應力筋會減弱下部樓層的側限影響，往往當多、高層預應力結構張拉完頂層的預應力筋時，下部樓層的側限影響已基本消失，但隨之而來的是下部樓層的梁板軸向壓縮變形增大，預應力筋的應力水平

6、也隨之降低，為消除預應力筋預應力水平降低的不利影響，應反復自下至上和自上至下反復張拉至張拉控制應力若干次。18對于預應力筋通長布置，梁高相同而梁跨相差懸殊的連續(xù)梁和框架梁，預應力筋線形選擇時應注意什么問題？答：應注意張拉預應力筋所引起的等效荷載在各跨應基本持平，如在小跨可以部分預應力筋在梁上側平直通過；部分預應力筋按曲線布置。19張拉預應力混凝土轉換結構的預應力筋時應注意哪些問題？答：轉換結構中的預應力筋應分批張拉，基本上與其上部樓層的建設進度相協(xié)調，同時應滿足施工驗算要求。20舉例說明豎向預應力的用途？答：(1) 在電視塔塔身豎向布置預應力筋，可有效抵抗水平荷載的作用，減小水平側移； (2)

7、 在鋼筋混凝土剪力墻的邊端及筒體四角布置并張拉一定數量的預應力筋，可減小因變形控制所要求的墻或筒壁厚度。 (3) 在砌體結構中配置一定的豎向預應力筋，可建造高層預應力配筋砌體房屋。21什么是預應力混凝土結構？預應力混凝土結構的工作原理是什么？答：預應力混凝土結構是指采用高強鋼材和高強混凝土通過先進的設計理論和先進的施工工藝建造起來的配筋混凝土結構。其工作原理是通過合理布置并張拉預應力筋產生與外載效應相反的等效荷載，該荷載可以抵消部分或全部外荷載，使結構受到的實際剩余荷載明顯減少，從而可實現(xiàn)梁板跨度和所受外荷載相同時，截面尺寸明顯減少；截面尺寸和所受外荷載相同時，結構跨越的跨度明顯增大的目的。2

8、2什么叫預應力筋的張拉？后張預應力混凝土結構中預應力筋的預應力損失有哪幾種？答：預應力筋的張拉是指借助油泵和千斤頂將預應力筋拉伸伸長建立預拉應力的過程。后張預應力混凝土結構中預應力筋的預應力損失主要有錨固損失、摩擦損失、應力松弛損失、收縮徐變損失等。23試計算下圖所示張拉預應力筋引起的等效荷載：解：24試分述預應力混凝土結構抗力計算的經典方法與統(tǒng)一方法的設計步驟。答：按經典方法的設計步驟為：(1) 合理選擇線型并按裂縫控制方程確定預應力筋用量；(2) 計算結構次內力和綜合內力；(3) 代入經典方法承載力計算方程，計算確定非預應力筋用量，并滿足構造要求；(4) 進行變形驗算。按統(tǒng)一方法的設計步驟

9、為：(1) 合理選擇線型并按裂縫控制方程確定預應力筋用量；(2) 計算張拉預應力筋引起的等效荷載和在等效荷載作用下結構的內力；(3) 代入統(tǒng)一方法承載力計算方程，計算確定非預應力筋用量，并滿足相關構造要求；(4) 進行變形驗算。25. 何謂預應力混凝土結構，其工作原理是什么？答：預應力混凝土結構是指采用高強鋼絲和高強混凝土通過先進的設計理論和先進的生產工藝建造起來的配筋混凝土結構。其工作原理是通過合理布置并張拉預應力筋，產生與外荷載效應相反的等效荷載，使得結構構件所承受的總（剩余）荷載效應減小，從而實現(xiàn)當荷載和跨度相同，截面尺寸明顯減小，當荷載和截面相同跨越的跨度明顯增大的目的。26. 張拉預

10、應力筋引起結構的次內力，如何計算？答：張拉預應力筋會引起等效荷載，等效荷載作用在結構上引起的支座反力稱為次反力，次反力所引起各截面的內力稱為次內力。次內力可通過定義法去計算，也可通過綜合彎矩減去主彎矩去計算。27. 如何考慮側限（側向約束）對預應力傳遞及設計計算結果的影響？答：考慮側向約束影響的方法主要有兩種：第一種是引入次軸力，建立力及彎矩的平衡方程式：第二種是引入側向約束影響系數，建立力及彎矩的平衡方程式：28. 預應力混凝土結構構件端部間接鋼筋的作用是什么？答：預應力間接鋼筋的作用主要是三個方面：第一方面：避免或限制張錨端出現(xiàn)垂直于端面的裂縫；第二方面：改善混凝土的局部受壓承載力；第三方

11、面：避免或限制局壓影響區(qū)出現(xiàn)平行于梁軸的裂縫。29. 預應力混凝土結構施工由哪幾部分組成？答：預應力混凝土結構的施工主要由“預應力筋開盤、下料、布筋、張拉及封錨”等幾部分組成。30. 選擇預應力混凝土結構材料及工藝時應遵循什么原則？答：預應力混凝土結構中：混凝土不宜低于C40，預應力筋以的鋼絞線為主導鋼材，錨具以XM錨為主導錨具。非預應力縱筋以HRB400級鋼筋為主導鋼筋，箍筋可采用級鋼或級鋼。對于預應力板和分散梁可采用無粘結預應力工藝；對于主梁及框架梁采用有粘結預應力工藝。裝配整體預應力可用于重要工程建設，緩粘結預應力工藝既可用于梁中，也可用于板中兼具無粘結和有粘結的優(yōu)點。31. 預應力筋線

12、形選擇應遵循什么原則？等效荷載計算時應注意什么？答：預應力筋線形的選擇原則： 預應力筋的布置及外形盡可能與外荷載下彎矩圖相一致； 為了得到截面內部抵抗彎矩的最大力臂，應把結構控制截面處的預應力筋盡量靠近受拉邊緣布置，以提高結構的抗裂及承載力； 應盡可能減少預應力筋的孔道摩擦損失，以使結構在控制截面的有效預應力盡可能提高，提高結構的抗裂性能； 為方便施工，節(jié)省錨具，預應力筋在跨間應盡可能連續(xù)； 當大小跨并存時，各跨平衡荷載與總荷載比值應盡可能持平。用計算等效荷載時應注意如下三點： 為完整標準拋物線的水平投影長度； e為完整標準拋物線的垂幅幅值； 跨高比應不小于10，過小認為預加力的水平分量即為預

13、加力的全部的假定將不成立，給等效荷載計算帶來一定誤差。32預應力混凝土結構抗力計算的經典計算方法和統(tǒng)一計算方法的思路特點各是什么？答：經典計算方法認為材料是被動地提供抗力用的，只是荷載效應項多了次內力部分。在未提出次軸力的考慮方法前，難以考慮約束對預應力傳遞及設計計算結果的影響。統(tǒng)一方法是基于預應力筋兩階段工作原理建立的，認為預應力筋第一階段(從張拉到有效預應力的建立)是用于產生等效荷載的，這一階段為能動的作用者；第二階段(從等效預應力建立以后)認為預應力筋中高于有效預應力的富余強度象普通鋼筋一樣用于提供抗力。對于有側限的結構提出側向影響系數的概念，通過用代替來考慮側限影響，當然荷載效應項為。

14、33. 利用進行局壓承載力驗算時應注意哪些問題？答：應用所給局壓承載力計算公式進行局壓設計時，應注意如下幾個方面的問題： 1 1.2的系數不得丟掉 2不是錨墊板面積扣除空洞面積，而應取按錨具外邊緣按45°角向外擴展后面積扣除孔洞面積。 3用于增強混凝土局部受壓承載力的間接鋼筋應與控制預應力混凝土構件端部劈裂裂縫及控制端部體內縱向裂縫的間接鋼筋統(tǒng)一考慮。 4和等隨混凝土強度等級而有所變化的系數取值應正確。 5對密布預應力束錨具下混凝土局壓承載力計算應參照相關文獻。34. 簡述預應力混凝土結構工作原理。答：在預應力混凝土結構中，合理布置并張拉一定數量的預應力筋，以產生與外載效應相反的荷載

15、，這個等效荷載可以抵消或平衡部分或全部外荷載，使結構構件所承受的剩余荷載明顯減少，從而可達到，當荷載和跨度相同時，結構構件的截面尺寸可明顯減??；當所承受的荷載和結構構件的截面尺寸相同時，結構構件所跨越的跨度明顯增大的作用。35. 選用預應力筋張拉控制應力應遵循什么原則？答：選用預應力筋張拉控制應力應遵循的原則是：a.張拉控制應力不得大于比例極限；b.不得低于0.4倍抗拉強度標準值，不得高于0.75倍抗拉強度標準值；c.對于斜拉索、體外預應力筋張拉控制應力在00.4 之間。36. 為何要對預應力結構的反拱值設限 ？答：因為現(xiàn)行規(guī)范中。當外載變形比較大，張拉預應力筋所引起的反拱變形也比較大時，有可

16、能總變形并不大，滿足要求；盡管滿足要求，但外荷載變形比較大，也不能滿足使用要求。故要對反拱值進行限制。37. 寫出矩形截面預應力混凝土連續(xù)梁正截面承載力計算公式（基于經典方法）。答: 當為無粘結時，用代替，為無粘結筋受拉極限應力。38. 基于統(tǒng)一方法寫出有側限結構的矩形截面預應力混凝土梁正截面承載力計算公式。答： 當為無粘結時，用代替，為無粘結筋受拉極限應力。39. 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。答：在距梁端0.2倍h范圍內，間接鋼筋用量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

17、的較大值。在3e范圍內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滿足局壓要求。這三類鋼筋的構造尺寸應同時得到滿足。40什么是預應力混凝土？為什么說普通鋼筋混凝土結構中無法利用高 強材料，較難建造起大跨度結構？預應力混凝土結構又怎樣？答：預應力混凝土是通過合理布置并張拉預應力筋，產生與外載效應相反的等效荷載，使得結構構件所承受的總（剩余）荷載效應減少，從而實現(xiàn)當荷載和跨度相同，截面尺寸明顯減少；當荷載和截面相同時，跨越的跨度明顯增大的目的。普通鋼筋混凝土結構不能充分利用高強度材料，其原因在于：一方面，提高混凝土強度等級

18、對于提高其極限拉應變的作用很?。涣硪环矫?，在使用荷載下鋼筋應力大致是其設計強度的60左右，相應拉應變已大大超過混凝土的極限拉應變。譬如，即使是強度不高的、級鋼筋，使用階段的應力約50 200N/時，混凝土就已產生寬度為0.10.3mm的裂縫。因此，如果采用高強度鋼筋，使用階段的應力可達到50 1000N/，裂縫開展寬度將很大，根本不能符合使用要求。所以，在普通鋼筋混凝土結構中無法利用高強度材料。另外，由于裂縫的出現(xiàn)和開展，大大降低了構件的截面剛度，增大了結構、構件的變形。因此，用普通鋼筋混凝土建造大跨度、大開間結構時，為了滿足變形要求，必將導致結構的截面尺寸過大，因而自重過大，所以不經濟，甚至

19、無法建造。 當采用預應力混凝土時，一方面，由于不出現(xiàn)裂縫或者裂縫寬度較小，所以它比相應的普通鋼筋混凝土的截面剛度要大，變形要??；另一方面，預應力使構件或結構產生的變形與外荷載產生的變形是相反的（習稱“反拱”）,因而，前者可以抵消后者一部分變形，使之容易滿足結構對變形的要求。所以，預應力混凝土適宜于建造大跨度結構。41 預應力混凝土結構的主要優(yōu)缺點是什么？答：（1）預應力混凝土結構具有下列優(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、減輕結重。它比鋼筋混凝土結構一般可節(jié)約鋼材30 50，減輕

20、結構自重達30左右，特別是在大跨度承重結構中更為經濟；c. 由于混凝土不開裂或較遲開裂，故結構的剛度大，在預加應力時又產生反拱，因而結構的總變形較小。d. 擴大了鋼筋混凝土結構的應用范圍。由于強度高、截面小、自重輕，能建造大跨度承重結構或橋梁；由于抗裂性高，可建造水工結構、儲水結構和其他不滲漏結構，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)境中的結構也是一大優(yōu)點；e. 由于使用荷載下不裂或裂縫處于閉合狀態(tài)，提高了結構的耐久性；f. 疲勞性能好。因為結構預先造成了人為應力狀態(tài)，減少了重復荷載下鋼筋應力的變化幅度，所以可提高結構承受重復荷載的能力；g. 預加應力還可作為結構的

21、一種拼裝手段和加固措施。由于預應力混凝土結構具有上述一系列優(yōu)點，所以它的應用范圍極大，已成為土建結構工程中應用很廣的一種結構材料。（2）預應力混凝土結構的主要缺點：a. 設計計算較復雜；b. 施工工藝亦較復雜，所要求的材料、設備和技術水平等都比較高；c. 預應力混凝土結構的單方造價也比較高；d. 與普通鋼筋混凝土結構相比，預應力混凝土結構的延性一般要差一些。42 “預應力混凝土結構是一種預先檢驗過的結構”這種說法對嗎？答：這種說法對于用張拉鋼筋的方法來施加預應力的預應力混凝土結構時對的。因為在預加應力期間，鋼筋和混凝土都承受了很高的應力，而在使用階段的應力往往比它不會再高多少。所以，如果該結構

22、能在預加力階段表現(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構性能。從這個意義上講，可稱預應力混凝土結構是一種事先經過檢驗的結構。43 什么是先張法和后張法預應力混凝土 ？它們的主要區(qū)別是什么？答：先張法是澆搗混凝土之前在臺座上張拉預應力鋼筋，而后張法是在獲得足夠強度的混凝土結構構件上張拉預應力鋼筋?？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，后者是把構件本身作為臺座的。在先張法中，首先將預應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（約為混凝土設計強度的70100），放松預應力鋼筋。這時形成的鋼筋和混凝土

23、之間的粘結約束著鋼筋的回縮，因而，混凝土得到了預壓應力。所以，先張法預應力混凝土構件中混凝土的預壓應力是靠鋼筋與混凝土之間的粘結力的傳遞而獲得的。 通常，制作先張法預應力混凝土構件都需要臺座、千斤頂、傳力橫梁和夾具等設備。臺座大多是固定式的，有時也可臨時組裝起來使用。大型屋面板等短構件，為加快生產速度，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，首先澆搗混凝土構件，同時在構件中預留孔道，在混凝土達到規(guī)定的設計強度之后，通過孔道穿入要張拉的預應力鋼筋，然后利用構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，構件兩端都用錨具錨固住預

24、應力筋，最后向孔道內壓力灌漿。所以，在后張法中主要是靠錨具來保持預應力的。 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備。 先張法中鋼筋與混凝土之間都是有粘結的，而后張法可分為有粘結和無粘結兩種情況。 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，預應力損失也不一樣，如果采用同等的張拉控制應力，則后張法建立的預壓應力要高一些。另外，后張法用于超靜定結構中，會因為張拉預應力鋼筋而產生結構中的次內力。44 對預應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？答：（1）對預應力鋼材的性能要求是; a. 高強度、低松弛。因為結構中預應力的大小取決于鋼筋的張拉應

25、力，同時，結構構件制作及使用過程中將出現(xiàn)各種預應力損失（有時損失總值可達200N/以上），因此，必須采用高強度的鋼材。順便提及，預應力的一些先驅者，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、徐變和鋼筋松弛等而發(fā)生的預應力損失，以致加于結構構件上的初始預應力的很大部分被隨后發(fā)生的損失所抵消了，結果，想建立起一項恒定的預壓應力的努力都失敗了；b. 具有一定的塑性。即要求拉斷時有一定的延伸率。尤其是在低溫和受沖擊條件即抗震的結構，更應注意鋼材的塑性要求，否則，可能產生脆性破壞。c. 有良好的可焊性和可鐓性。因為結構中的鋼筋常常需要對焊接長使用，也常需要經過鐓簇（冷鐓或熱鐓）加以錨固

26、；d. 先張法預應力混凝土結構構件要求鋼筋（或鋼絲）與混凝土之間有較好的粘結性能。因為它們是靠鋼筋和混凝土之間的握裹力來傳遞預應力的。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：a. 高強度。高強度混凝土能充分利用高強度鋼材，并減少截面和自重；b. 較高的彈性模量和較小的徐變、收縮變形，以減少預應力損失。因而，要求混凝土是低水灰比的；c. 快硬、早強?？煊?、早強的混凝土可盡早施加預應力，加快施工速度；d. 輕質。情知混凝土能減輕結構自重。因此，預應力混凝土結構中的混凝土強度等級不應低于C30；當采用高強光面鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，混凝

27、土強度等級不應低于C40。選擇預應力混凝土中混凝土的強度時，應綜合考慮構件跨度、使用條件、施工方法及鋼筋類型等因素。45.為什么配置無屈服臺階的光面鋼絲和鋼絞線的預應力混凝土受彎構件，當材料質量有可靠保證時，鋼筋的設計強度可乘以鋼筋應力增大系數p？它是怎樣確定的？答：配置無屈服臺階的光面鋼絲和鋼絞線的預應力混凝土受彎構件，鋼筋的設計強度fpy是以條件屈服強度0.2為依據的，0.2是指它所對應的應變0.2中殘余應變00.2（不是占0.2的0.2，而是絕對值為0.2，即）。事實上，根據平截面假設，在鋼筋達到強度極限時，應變值p會大于0.2，所以與p對應的應力p比fpy0.2為大，即進入了強化階段。

28、故當設計強度以fpy為準時，可乘以鋼筋應力增大系數，以利用進入強化階段的有利因素、這一點在編制規(guī)范（TJ10-74）時就已考慮過，但由于歷史條件和試驗數據不足，故對條件屈服強度未作修正，致使誤差較大。為了改進和完善正截面強度計算方法，“鋼筋混凝土受彎構件可靠度研究組”進行了系統(tǒng)的試驗研究，提出了p的計算公式，簡述如下：因為p和p都是未知的，所以求p存在著困難。但是，顯然p隨（p0.2）的增大而增大，而（p0.2）與x/xb有以下關系（如圖所示）：及故有 （1）對于某一種鋼筋，它的應力-應變關系是已知的，即（p0.2）與對應的（p0.2）之間有著固定的關系。因此就可通過（1）式找到（p0.2）與

29、x/xb之間的關系，這樣也就得到了用x/xb表達的p值。根據研究，兩者間是曲線關系。為了安全和方便，“鋼筋混凝土受彎構件可靠度研究組”建議取為直線： （2）（2）式的物理意義是明確的，鋼筋應力增大系數隨x/xb值的減小而增大。計算時不必先求出x再求出p，而是直接把（2）式代入正截面強度計算公式中，使問題得到滿意的解決，并與試驗結果吻合較好。46.預應力混凝土與普通鋼筋混凝土之間的主要異同點是什么？答：（1）因為預應力鋼筋傳給混凝土以較高的預壓應力，所以用于預應力混凝土結構中的混凝土強度等級必須比鋼筋混凝土結構中的高；同時，為了克服預期的預應力損失，產生較高的預應力效果，鋼筋的預加應力需要到達相

30、當高的程度。因此，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加應力，用于預應力混凝土中的鋼筋最好是高強鋼筋、高強鋼絲和鋼絞線。（2）預應力程度較高的預應力混凝土結構，在使用荷載作用下通常是不開裂的結構。即使在偶然超載時有裂縫出現(xiàn)，但是只要卸去一部分荷載，裂縫就會閉合。因此，它的性能接近均質彈性材料。而鋼筋混凝土結構在使用荷載下的性能基本上是非線性的。（3）預應力混凝土結構由于裂縫出現(xiàn)很遲或較遲，因而它的剛度較大；同時，預加應力會使結構產生反拱，因而它的撓度很小。而鋼筋混凝土結構中的裂縫出現(xiàn)早，剛度降低多，所以，撓度較大。（4）在預應力混凝土和鋼筋混凝土結構的使用階段，在如何抵抗外荷載方

31、面也有重要的差別：在出現(xiàn)裂縫的混凝土梁中，隨著外荷載的增加，鋼筋應力增長，而內力臂的變化較小，即抵抗彎矩的增大主要靠鋼筋應力的增長。在預應力混凝土梁中則不同。隨外載的增加，受拉的預應力鋼筋與受壓的混凝土之間的內力臂明顯增大，而預應力鋼筋的應力增長速度卻相對較小，因為外載作用前已有較高的預拉應力。因此，預應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）一旦預應力被克服之后，預應力混凝土與鋼筋混凝土之間沒有本質的不同。因而，無論是拉桿的強度，或是梁的抗彎能力，預應力混凝土與鋼筋混凝土兩者是相同的。不過，梁的抗剪強度兩者則不同，預應力混凝土梁的抗剪強度比鋼筋混凝土梁的高。因而，預應

32、力混凝土梁的腹板可做得較薄，這樣大大減輕了自重。47為什么在預應力混凝土結構中要用較高強度等級的混凝土？答：預應力混凝土比普通鋼筋混凝土要求更高強度等級的混凝土，主要理由是：（1）為了盡量降低造價、減輕自重 因為預應力鋼筋的錨具是按高強度等級的混凝土來設計的。如果混凝土強度較低，那么，對局部承壓、對端部錨固區(qū)內錨具附近的混凝土的抗裂性、對保證鋼筋與混凝土之間的可靠粘結等都是不利的。從而就會造成錨具和構件尺寸的加大及經濟性差等情況。（2）為了保證強度的均勻性 預應力混凝土構件比鋼筋混凝土構件有更多的部位要承受高應力。以一簡支梁為例，除了跨中截面頂面附近要承受較高壓應力以外，靠近梁端支座附近的梁底

33、纖維也處于高壓應力之下。可見，從梁的端部直至梁的中部，有許多部位需要承受較高壓應力。因此，在預應力混凝土構件中，保證強度的均勻性是比較重要的，而高強度等級的混凝土在受壓、受拉、受剪以及粘結和局部承壓等方面都有比較高的抗力。（3）在相同水灰比條件下，較高強度等級的混凝土不太容易發(fā)生收縮裂縫，而低強度等級的混凝土在施加預應力之前會發(fā)生收縮裂縫。（4）高強度等級的混凝土可減少占總預應力損失中很大部分的徐變損失。因為它的彈性模量高，比值較小。48. 什么是張拉控制應力？為什么要規(guī)定張拉控制應力的上限值？它與那些因素有關？張拉控制應力是否有下限值？答：張拉控制應力是指張拉鋼筋時，張拉設備（千斤頂和油泵）

34、上的壓力表所控制的總張拉力除以預應力鋼筋截面面積得出的應力值，以表示。設計預應力混凝土構件時，為了充分發(fā)揮預應力的優(yōu)點，張拉控制應力宜盡可能地定得高一些，使混凝土獲得較高的預壓應力，以提高構件的抗裂性。但是，張拉控制應力也不能定得過高。定得過高會有以下缺點：第一，如果過高，則構件出現(xiàn)裂縫時的承載能力與破壞時的承載能力有時可能會很接近，即意味著構件在裂縫出現(xiàn)后不久就失去承載能力，這是不希望發(fā)生的。第二，如果過高，還可能發(fā)生危險。因為為了減少一部分預應力損失，張拉操作時往往要實行超張拉。由于預應力鋼筋的實際強度并非每根相同，如果把定得過高，很可能在超張拉過程中會有個別鋼筋達到或超過它的實際屈服強度

35、（對有明顯屈服點的鋼筋），甚至發(fā)生斷裂事故（對高強度硬鋼）、因此，張拉控制應力應定得適當，以留有余地。應該指出，張拉控制應力值的大小與預應力鋼筋的鋼種和張拉方法有關。冷拉熱軋鋼筋的塑性好，到達屈服強度后有明顯的流幅，所以可定得高一些；鋼絲、鋼絞線及熱處理鋼筋的塑性較差，沒有明顯的屈服臺階，所以就定的低一些。從經濟方面考慮，張拉控制應力應有下限值、否則，若張拉控制應力過低，則張拉的預應力被各項預應力損失所抵消了，達不到預期的抗裂效果。因此，規(guī)范規(guī)定：光面鋼筋、刻痕鋼絲、冷拔低碳鋼絲的張拉控制應力值不應小于0.4；冷拉鋼筋的張拉控制應力不應小于0.5。49預應力混凝土結構中的預應力損失包括那些項目

36、？如何分批？每一批損失在計算中如何應用的？答：預應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)預應力鋼筋的摩擦損失（包括兩種情況：預應力鋼筋與孔道之間的摩擦；預應力鋼筋在轉向裝置處的摩擦；）(3)混凝土在加熱養(yǎng)護時受張拉鋼筋與承受拉力設備之間的溫度損失；(4)鋼筋的松弛損失；(5)混凝土的收縮和徐變損失；(6)用螺旋式預應力鋼筋作為配筋的環(huán)形構件，當直徑時，由于混凝土的局部擠壓引起的損失；實際上，因為預應力損失是分批發(fā)生的，且因張拉工藝（先張或后張）的不同而有所差別。預應力混凝土構件在各階段的預應力損失的組合應按表1進行。表1 各階段的預應力損失的組合預應力損失的組合先張法構件

37、后張法構件混凝土預壓前（第一批）損失混凝土預壓后（第二批）損失注：電熱后張法可不考慮摩擦損失每一批預應力損失，在計算中應靈活地考慮。例如：在驗算結構構件的使用性能（如抗裂性能等）時，應按全部損失完成后的情況來計算，即應用第二階段的預應力損失的組合，以確保安全。但是，當進行制作、運輸、吊裝等施工階段的驗算時，應根據構件的實際情況考慮預應力損失值的組合，并將乘以考慮時間對混凝土收縮和徐變損失的影響系數。50影響收縮和徐變損失的主要因素有哪些？這時的混凝土預壓應力是指哪一位置處的值？答：在一般濕度條件下，混凝土在結硬過程中發(fā)生收縮，而在預壓應力作用下混凝土又發(fā)生沿壓應力方向的徐變?；炷恋氖湛s和徐變

38、都使構件的長度縮短，預應力鋼筋也隨之回縮，造成損失。影響收縮和徐變損失的主要因素有：張拉時混凝土中預壓應力與那時混凝土立方體強度之比以及混凝土質量（水灰比、水泥用量等）和構件所處的環(huán)境溫濕度條件。此外，不同的張拉方法也有一定的影響，后張法構件比先張法構件的收縮和徐變損失相對地笑一些。計算混凝土的收縮和徐變引起的預應力損失時，混凝土預壓應力是指預應力鋼筋和在各自合力點出的混凝土法向應力值。計算時僅考慮混凝土預壓前（第一批）的損失。51什么是鋼材的應力松弛？ 松弛損失與哪些因素與有關？為什么超張拉（短時間的）可減松弛少損失？答：鋼筋在高應力下具有隨時間而增長的塑形變形能力。一方面當鋼筋應力保持不變

39、時，應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應力鋼筋中的應力損失。在預應力混凝土構件中，鋼筋的松弛和徐變是并存的，但是，一般說來，松弛是主要的，因為構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)稱為鋼筋應力松弛損失。松弛損失主要與張拉應力、鋼種以及張拉工藝有關。鋼絲、鋼絞線的應力松弛損失比其他鋼筋大，張拉應力越高，松弛損失也越大。通常，松弛損失的大部分是在很短的時間內完成的。因此采用超張拉工藝可以比較有效地減小松弛損失。52換算截面和凈截面的意義是

40、什么？為什么計算施工階段的混凝土應力時，先張法構件用、后張法構件用凈截面？而計算外荷載引起的截面應力時，為什么先張法和后張法構件都用？答：換算截面是按整體工作階段應變協(xié)調的原則將縱向非預應力鋼筋和縱向預應力鋼筋截面面積換算成混凝土截面積再加上混凝土的凈截面積三者的總和，即。在計算施工階段的混凝土應力時，對后張法構件，由于預應力鋼筋與混凝土之間還沒有粘結，預應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（）上的內力平衡的。因此用凈截面。而先張法構件的預應力鋼筋和混凝土是有粘結的，兩者共同變形，因此用換算截面。但是，當計算外載引起的截面應力時，因先張法構件和后張法構件中的預

41、應力鋼筋和混凝土之間都已是粘結的，因此，都采用，當然，對于不灌漿的無粘結后張法構件，則不能采用換算截面，而仍用凈截面。53在受彎構件截面受壓區(qū)配置預應力筋對正截面抗彎強度有何影響？答：受彎構件截面受壓區(qū)內的預應力筋，在施工張拉階段的預拉應力很高，在外載作用下拉應力逐漸減小，當構件破壞時，多數情況下仍為拉應力。因此，這將降低受彎構件的極限抗彎強度，但降低的幅度是不大的。同時，考慮到在受壓區(qū)設置預應力筋還會降低正截面抗裂度，因此，只有在單面配置預應力筋可能引起預拉區(qū)（即受壓區(qū)）出現(xiàn)過大裂縫的構件中，才對受壓區(qū)（預拉區(qū)）配置預應力筋。54預應力混凝土受彎構件的截面限制條件和斜截面抗剪強度計算是否與普

42、通鋼筋混凝土受彎構件相同？答：兩者是不相同的。因為施加預應力將阻滯斜裂縫的出現(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，大大提高了混凝土所承受的那部分剪力。所以，預應力混凝土受彎構件的斜截面抗剪能力比普通混凝土的高。普通鋼筋混凝土受彎構件的截面限制條件對厚腹梁和薄腹梁是不一樣的。對厚腹梁，截面限制條件只是為了防止斜壓破壞，??；對薄腹梁，不僅要防止斜壓破壞，還要避免使用荷載下腹部斜裂縫過寬，因此，取。對預應力混凝土受彎構件，因為不存在使用荷載下腹部斜裂縫過寬的問題，只需防止斜壓破壞。因此，它的截面限制條件不分后腹梁和薄腹梁，都取用。55預應力曲線（彎起）鋼筋的作用是什么？答：對于

43、簡支梁來說，通常在支座截面附近的剪力是很大的，而彎起預應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，沒有必要都把預應力筋配置在梁的下邊緣。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，預應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應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。56計算預應力混凝土受彎構件由預應力引起的反拱和因外載產生的撓度時，是否采用同樣的截面剛度？答;兩者采用不同的剛度，因

44、為兩種情況下的構件截面應力階段和受力狀態(tài)是不同的。在計算預應力引起的反拱時，可認為構件受壓混凝土處于彈性階段，且預拉區(qū)沒有開裂，因此，構件的截面剛度可取用彈性剛度。而在計算外載作用下產生的撓度時，應考慮混凝土的塑性影響，并且，對于不出現(xiàn)裂縫的構件，取。對于允許出現(xiàn)裂縫的構件，則還應考慮裂縫引起的剛度降低，其具體計算可參見規(guī)范的規(guī)定。此外，在計算反拱時，應考慮預應力的長期作用，取用反拱的長期增長系數2.0；在計算長期撓度時，則應考慮長期剛度的折減系數。57為什么要對預應力混凝土構件進行施工階段的抗裂度和強度驗算？怎樣對預應力混凝土受彎構件作施工階段驗算？答：因為預應力混凝土構件施工階段的受力狀態(tài)

45、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件的預拉區(qū)和預壓區(qū)分別產生過大的拉應力和壓應力，規(guī)范規(guī)定必須驗算構件施工階段的抗裂度和強度，使他們不致影響使用性能。驗算預應力混凝土受彎構件施工階段的性能時，主要應控制截面邊緣的混凝土法向應力。對于不允許出現(xiàn)裂縫的構件或預壓時全截面受壓的構件，在預加應力、自重及施工荷載作用下截面邊緣的混凝土法向應力應符合下列條件： （1） （2）對于允許預拉區(qū)出現(xiàn)裂縫的構件，當預拉區(qū)不配置預應力筋時，截面邊緣的混凝土法向應力應符合下列條件： （3） （4）58什么是部分預應力混凝土？它的優(yōu)越性是什么？答：部分預應力混凝土是相對于全預應力混凝土而言的