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混凝土结构（中册）总复习之一第九章 预应力混凝土构件一、 概述：1、何为预应力混凝土？何为预应力混凝土构件？答：结构构件受外荷载作用前，预先对由外荷载产生的混凝土受拉区施加压力，由此产生的预压应力可以减小或抵消外荷载所引起的混凝土拉应力。预应力混凝土构件：用人工方法预先使构件截面中产生预压应力的混凝土构件。2、预应力混凝土构件可以延缓混凝土构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度，高强度钢筋和高强度混凝土的应用，可取的节约钢筋、减轻构件自重的效果，克服了钢筋混凝土的主要缺点。3、那些结构物宜优先采用预应力混凝土？答：下列结构物宜优先采用预应力混凝土：（1）要求裂缝控制等级较高的结构；（2）大跨度或受力很大、承受动荷载的构件；（3）对构件的刚度和变形控制要求较高的结构构件。4、与钢筋混凝土构件相比，预应力混凝土构件有何优缺点？答：与钢筋混凝土构件相比：优点：预应力构件可以采用高强混凝土和高强钢筋，强度高，刚度大，截面尺寸相对小自重轻，易于做建造大跨度和承受重型荷载的构件；预应力混凝土构件是在构件承载前，对混凝土受拉区施加预应力，提高构件的抗裂性能和刚度，扩大了钢筋混凝土构件的适用范围；缺点：如施工工序多，工艺和构造较复杂，要求高，需要张拉设备和场地，设计和计算也比普通钢筋混凝土复杂，此外预应力混凝土构件开裂荷载与破坏荷载比较接近，其延性较差。5、预应力混凝土构件分为哪几类？答：根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同，预应力混凝土构件分为全预应力和部分预应力两类。全预应力混凝土 ：在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的构件。相当于裂缝控制等级为一级。部分预应力混凝土：在使用荷载作用下，允许出现裂纹，但最大裂缝宽度不超过允许值的构件，大致相当于裂缝控制等级为三级。6、张拉预应力钢筋的方法有哪些？各有何特点？答：有先张法和后张法。（1）先张法：在浇灌混凝土前张拉钢筋的方法。特点：生产工艺比较简单，质量较易保证，不需要永久性锚具；需要台座，第一次投资费用较大；适合工厂化成批生产中、小型预应力构件。传力：靠钢筋与混凝土间的粘结力来传递。（2）后张法：在混凝土结硬后在构件上张拉钢筋的方法。特点：工序较复杂，不需要台座，需要永久性的锚具，耗钢量大，成本高，适用于运输不便、现场成型的大型预应力混凝土构件。传力：永久性锚具。7、预应力混凝土构件对材料有何要求？对混凝土：强度高，收缩、徐变小，快硬、早强。混凝土强度不宜低于C30，特别是大跨度结构，不宜低于C40。对钢材（热处理钢筋、钢丝、钢绞线）：强度高，具有一定的塑性，良好的加工性能，与混凝土之间有较好的粘结强度。8、为什么预应力混凝土构件要求采用强度高的混凝土和钢筋？答：这是因为：结构中预应力的大小取决于钢筋的应力，而且构件制作及使用过程中将出现各种预应力损失，只有采用高强的钢筋才能在构件中建立效果明显的预应力，才能发挥预应力构件的优势；同时预应力构件中应配以高强的混凝土才能充分利用高强钢材，从而减小截面和自重。9、什么是张拉控制应力（）？影响张拉控制应力的因素有哪些？（1）定义：指在张拉预应力钢筋时经控制达到的最大应力值。（2）影响因素：预应力钢筋的钢种和施加预应力的方法。先张法的控制应力大于后张法的控制应力，消除应力钢丝、钢绞线的控制应力大于热处理钢筋的控制应力。10、什么是预应力损失？预应力损失有哪些种类？（1）定义：由于张拉工艺和材料特性等原因，使得预应力构件从开始制作直到使用，预应力钢筋的张拉应力在不断降低。（2）预应力损失：预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失；预应力筋与孔道壁间的摩擦引起的预应力损失；混凝土加热养护时受拉的预应力钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的预应力损失；预应力筋松弛引起的预应力损失；混凝土收缩和徐变引起的预应力损失；用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于预应力钢筋对混凝土的挤压引起的预应力损失。先张法预应力损失：第一批损失：，第二批损失：=后张法预应力损失：第一批损失： ，第二批损失：预应力总损失值小于下列数值时，按下列数值取：先张法100N/mm2，后张法80N/mm2。11、为什么要对钢筋的张拉应力进行控制？答：为充分发挥预应力的优点，张拉控制应力应尽可能的定得高一些，使混凝土得到较高的预压应力，从而提高构件的抗裂度，或使构件的裂缝和挠度减小。但张拉控制应力过高，可能引起下列的问题：1） 截断它会引起构件某些部位受到拉力以致开裂，对后张法构件则可能造成端头混凝土局部承压破坏。2） 出现裂缝时的荷载和破坏荷载较接近，构件破坏时无明显的预兆，呈脆性破坏。3） 为了减少预应力损失，往往进行超张拉，由于钢材材质的不均匀，如果把 定得过高，有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度，使钢筋产生塑流脆断。 所以，必须对预应力钢筋的张拉应力 加以控制。12、先张法预应力混凝土轴心受拉构件，当截面处于消压状态时，预应力钢筋的拉应力值的值为（ ）。 A B C D0 答案：A13、后张法预应力混凝土轴心受拉构件，当截面处于消压状态时，预应力钢筋的拉应力值的值为（ ）。A B C D0 答案：B14、规范规定严格要求不出现裂缝的预应力混凝土轴心受拉构件（一级构件）应满足的要求是 、一般不要求不出现裂缝的预应力混凝土轴心受拉构件（二级构件）应满足的要求是 、使用阶段允许出现开裂的预应力混凝土轴心受拉构件（三级构件）应满足的要求是 。答案： ，, 、15、后张法预应力混凝土轴心受拉构件需进行哪些计算？答：后张法预应力混凝土轴心受拉构件应进行使用阶段的承载力计算、抗裂度或裂缝宽度验算，还应进行施工阶段的受压全截面承载力验算、锚具下局部受压承载力验算。第十章 混凝土结构设计的一般原则和方法1. 建筑结构由那几部分组成？答：建筑结构是建筑物的受力主体，以室外地面为界，分为上部结构和下部结构两部分。（1）上部结构：由水平结构体系和竖向结构体系组成。水平结构体系：由各层的楼盖和顶层的屋盖组成，一方面承受楼、屋面的竖向荷载并将竖向荷载传给竖向结构体系；同时将作用在各层处的水平力传递和分配给竖向结构体系。竖向结构体系：承受由楼、屋盖传来的竖向力和水平力并传给下部结构。又叫抗侧力结构体系。 （2）下部结构：主要由地下室和基础组成。其作用是将上部结构传来的力传给天然地基或人工地基。2. 建筑结构类型是如何分类？ 答：建筑结构类型通常以上部结构的类型来命名。（1）按结构材料分为：砌体结构、混凝土结构、钢结构、组合结构和混合结构。（2）按竖向结构体系分为：排架结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构等。3建筑结构设计的一般原则是什么？什么是建筑结构的“三性”？答：建筑结构设计的一般原则是安全、适用、耐久和经济合理。安全性、适用性和耐久性是建筑结构应满足的功能要求，俗称“三性”。4. 什么是结构上的作用、作用效应和结构抗力？答：结构产生各种效应的原因，统称为结构上的作用。结构上的作用包括直接作用和间接作用。直接作用：指的是施加在结构上的集中力或分布力，如结构自重、楼面活荷载等。间接作用：指的是引起结构外加变形或约束变形的作用，如温度的变化、混凝土的收缩或徐变、地基的变形和地震等。作用效应：作用在结构上的直接作用或间接作用，将引起结构或结构构件产生内力(如弯矩、剪力、扭矩等)和变形(如挠度、侧移、裂缝等)，这些内力和变形总称为作用效应，其中由直接作用产生的作用效应称为荷载效应。5. 荷载按作用时间的长短和性质分为哪几类？答：分为永久荷载(亦称恒载)、可变荷载(亦称活载)和偶然荷载（地震、爆炸力等，一旦出现其值很大）。6. 设计基准期是如何规定的？答：建筑结构荷载规范（GB500092001）统一规定一般结构的设计使用年限50年作为荷载最大值的时域，称为设计基准期。设计基准期不等同于建筑结构的使用年限。7. 什么是荷载的代表值，分为哪几类？ 答：设计中用来验算极限状态所采用的荷载量值，称为荷载代表值。分为四类 荷载标准值：是指在结构的设计基准期内，在正常情况下可能出现的最大荷载值。荷载组合值：结构上作用两种或两种以上的可变荷载时，考虑到其同时达到最大值的可能性较少，故在按承载能力极限状态设计或按正常使用极限状态的短期效应组合设计时，应采用荷载的组合值作为可变荷载的代表值。可变荷载组合值为可变荷载标准值乘以荷载组合值系数荷载准永久值：作用在建筑物上的可变荷载(如住宅楼面的均布活荷载为2.0kNm2)，其中有部分是长期作用在上面的(即设计基准期50年，不少于25年)，另一部分则是不出现的。可变荷载准永久值，为可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数 荷载频遇值：是正常使用极限状态按频遇组合设计所采用的一种可变荷载代表值。在设计基准期内，荷载达到和超过该值的总持续时间仅为设计基准期的一小部分，即持续时间较短。可变荷载频遇值应取可变荷载标准值乘以荷载频遇值系数8什么是荷载分项系数与荷载设计值？荷载分项系数有何规定？答：荷载分项系数是在设计计算中，反映了荷载的不确定性并与结构可靠度概念相关联的一个数值。分项系数起着考虑目标可靠指标的等价作用。 永久荷载分项系数 ：当永久荷载对结构产生的效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取=1.2；对由永久荷载效应控制的组合，取=1.35；当产生的效应对结构有利时，一般情况下取=1.0；当验算倾覆、滑移或漂浮时，取=0.9可变荷载分项系数 ：一般取=1.4；但工业房屋楼面结构，当活荷载标准值 4kNm2时，考虑到活荷载数值已较大，则取 =1.3。荷载设计值:等于荷载代表值乘以荷载分项系数。按承载能力极限状态计算荷载效应时，需考虑荷载分项系数；按正常使用极限状态计算荷载效应时，由于对正常使用极限状态的可靠度比对承载能力极限状态的可靠度要求可适当降低，可不考虑分项系数，即分项系数=1.0。9. 什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为哪几类？ 答：极限状态太是一种界限，是结构工作状态从有效状态转变为失效状态的分界，是结构开始失效的标志。 分类：承载能力极限状态和正常使用