预应力混凝土结构复习思考题答案

1、第九章 预应力混凝土结构复习思考题答案1、答：预应力砼是指构件承受外荷载之前，人为地预先对受拉区的砼施加压力，造成人为 的应力状态。当构件在荷载作用下产生拉应力时，首先要抵消砼的预压应力，然后随着 荷载的增加，砼才受拉并随荷载继续增加而出现裂缝，因此可推迟裂缝的出现或减小裂 缝的宽度。这种结构称为预应力砼结构。2、答：因为在普通钢筋砼结构中，不可能充分利用高强材料。主要原因有两个：其一，提 高砼强度等级对于提高其极限拉应变的作用很小；其二，在普通钢筋砼中，提高钢筋强度却达不到预期的效果，原因是普通砼的抗裂性能差。砼的受压极限应变为（0.10.5）X 10-3，而钢筋达到屈服强度时的应变却达到（

2、0.12.5 ）X 10-3，两者相差悬殊。因此，使用时不允许开裂的构件， ，受拉钢筋的应力仅为20 30N/mm 2 ，对于使用时允许出现裂缝的构件，当裂缝最大允许宽度 w max = 0.20.3mm时，钢筋应力也只有 150200 N/mm2。所以，普通钢筋砼中高强钢筋得不到充分利用，因而采用高强度钢筋是不经济 的。在预应力砼结构中必须采用高强钢筋和高强砼。 这是因为预应力钢筋的张拉应力在构件 的整个制作和使用过程中会出现各种应力损失。这些应力损失的总和有时可达200N/mm2以上，所以，如果利用的钢筋强度不高，那么张拉时能的预压应力会损失怡尽。另外，在预应力砼 结构件中，采用高强砼，以

3、适应高强预应力钢筋的要求，保证 钢筋充分发挥作用，有效减少构件的截面尺寸和自重，节约材料。因此要求砼强度等级 不得低于C30，采用碳素钢丝、钢绞线或热处理钢筋时，则不宜低于C40。3、答：预应力砼结构与普通砼结构相比具有以下优缺点：优点：（1）抗裂性和耐久性好。由于砼中存在预压应力，可以避免开裂和限制裂缝的开展、 减少构件发生锈蚀的可能性，提高构件的抗渗性，抗腐蚀性和耐久性。（ 2）刚度大。因为砼不开裂，提高了构件的刚度，预加偏心压力产生的反拱可以减少 构件的总挠度。（ 3）节约材料， 减轻自重。由于预应力构件利用材料合理，从而提高结构的经济指标， 与普通砼结构相比可节省钢材（30 50），节

4、约砼（ 2040） ，减轻自重约 30左右。特别适合 建造 大跨度承重结构。缺点：（ 1 ） 施工工序复杂，技术要求高（ 2） 锚具和张拉设备以及预应力钢筋等材料变贵（3） 完全采用预应力钢筋的构件，破坏前无明显预兆（ 4） 某些结构构件施加预应力时产生过大反拱，会影响结构正常使用。4、答：先张法是指首先在台座上或钢模内张拉钢筋， 然后浇筑砼构件的一种施工方法。 具体做法是：先在专门的台座上张拉钢筋，后将钢筋临时固定在台座上，再浇筑砼，待 砼达到设计强度的 75后， 切断钢筋， 在钢筋弹性回缩时， 利用钢筋与砼之间产生的粘 结力，使砼受到压力作用，从而产生预压应力。后张法指先浇筑砼构件，然后直

5、接在构件上张拉钢筋的一种施工方法。具体做法是：先浇筑砼构件，并预留孔道，待砼达到设计强度的75%后，将钢筋穿入孔道，利用构件本身作为台座张拉钢筋，在张拉钢筋的过程中，构件砼同时受到压缩，然后用锚 具将预应力钢筋锚固在构件上。在后张法构件中，预应力靠构件两端的工作锚具传给砼。先张法与后张法相比较，先张法工艺比较简单，但需要台座设施，后张法工艺比较 复杂，需要对构件永久性的工作锚具，但不需要台座。前者用于工厂批量生产砖中，小 型构件，后张法适用于现场或分阶段张拉的大型构件。5、答：预应力损失有六种第一种：锚具变形和钢筋内缩引起的损失，cl1，先张法和后张法都有；第二种：预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦

6、引起的损失，2，后张法有；第三种：砼采用蒸汽养护时预应力钢筋与张拉台座之间的温差引起的损失，；_3 ,先张法有；第四种：预应力钢筋的应力松弛也引起的损失；|4，先张法和后张法都有；第五种：砼收缩和徐变引起的损失二|5，先张法和后张法都有；第六种，螺旋式预应力钢筋挤压砼引起的损失；|6，后张法有。在以上六种预应力损失中，第五种产生的预应力损失值是最大的。6、答：先张法的预应力总损失值:15后张法的预应力总损失值： 二| - 丁杠二12二14亠一 15 二16预应力损失分为两批。在砼预压前产生的为第一批，记在砼预压后产生为第二批，极为匚|因此：先张法 ； _亠七亠S - | | -后张法二|1 =

7、27、答：在一般湿度条件下，砼在结硬过程中体积发生收缩，而在预压应力作用下砼又发生沿压应力方向的徐变。砼的收缩和徐变都绕构件的长度缩短，预应力钢筋也随之回缩，造成预压应力的损失。影响收缩和徐变的主要因素有：张拉钢筋时砼中的预压应力与此时的砼立方体强度之比以及砼的量（水灰比，水泥用量等）和构件所处环境的温度湿度条件。此外,不同的张拉方式也有一定的影响。后张法构件比先张法构件的收缩和徐变损失相对小一点。8、答：钢的应力松弛是指钢筋在高应力下具有随时间而增长的塑性变形性能。其一是当钢 筋应力保持不变时， 应变会随时间增长而逐渐增大。其二当钢筋长度保持不变时，应力会随 时间的增长而逐渐降低。 前者称为

8、钢筋的徐变， 后者称为钢筋的松弛。 钢筋的徐变和松弛都 会引起预应力砼中的应力损失。 在预应力砼构件中， 钢筋的松弛和徐变是并存的， 但是一般 来说松弛是主要的， 因为构件长度在张拉锚固后， 几乎是保持不变。因此， 由钢筋的松弛和 徐变引起的损失统称为钢筋应力松弛损失。松弛损失与时间有关，开始阶段发展较快，第 1 小时松弛损失可达到全部松弛损失的 50左右， 24 小时后可达到 80左右，以后发展缓慢。松弛损失与钢材品有关。热处理钢筋的应力松弛比钢丝、钢绞线小。 松弛损失与张拉控制应力值有关。张拉控制应力值高，应力松弛大，反之，则小。9、答：施加预应力对砼轴心受拉构件的承载力没有影响。因为预应力砼轴心受拉构件和同 条件的普通同轴心受拉构件在破坏时， 都是钢筋达到屈服强度而破坏 （两者都不考虑同的承 载作用），它们的承载公式是一样的。所以，施加预应力不能提高轴心受拉构件的承载力。10、答：为满足承载力、构造和施工需要，往往在预应力同构件中配置部分非预应力钢筋。 由于它对砼预压变形起