补充预应力混凝土习题及答案

1、第10章预应力混凝土构件一、填空题1. 予加应力的方法主要有两种：先张法 和 后张法 。两法均利用张拉钢筋的回缩、施压于给，其预应力的传递前者靠粘结力，后者靠锚具来实现。2. 目前国内常用的锚具有下几种螺丝端杆锚具 、JM-12锚具 、锥形锚具、傲头锚具、后张自锚锚具 、QM型锚具 等。3. 预应力钢筋性能需满足下列要求 高强度、具有一定的塑性、良好的加工性能、与徒有较好的粘结强度。4. 预应力钢筋可分为 钢筋、钢丝、钢绞线三大类。5. 预应力给构件对徒的性能要求是强度高、收缩徐变小、快硬早强 。6. 预应力损失有以下几种：(1) S| i锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失(2 ) CT 12

2、 预应力钢筋与孔道之间摩擦引起的损失(3)°I3 温差损失 (4) crl4 钢筋应力松驰引起的损失(5)二15 碌收缩、徐变引起的损失7. 预应力给构件的裂缝控制等级分为二、选择题1.预应力构件中的摩擦损失值，采用两端张拉比一端张拉时a.大； b. 小； c. 相等;2.预应力总损失CTl对先张法应不小于Ca.50N/mm2 ； b.80N/mm2；c.100N/mmd.120N/mm3.预应力总损失后张法应不小于a.50N/mm b.80N/mm2；c.100N/mmd.120N/mm(在相同条件下)4. 对于给徐变、收缩引起的预应力损失。15，先张法比后张 aa.高； b. 低

3、； c. 相等；d.不一定三、判断题1. 先张法适用于大型构件2. 预应力徒提高了构件的抗裂能力3. 预应力给构件若按规范抗裂验算，满足不开裂要求，则不需进行承载能力验算(x )4. 裂缝控制等级为二级构件为严格要求不出现裂缝(x )5. 预应力给和钢筋给相比，不但提高了正截面的抗裂度，而且也提高了正截面承载力(X )四、问答题1. 预应力混凝土构件其正截面裂缝控制等级分为几级？各级的要求是什么？答：预应力给构件的裂缝控制等级分为三级。(1) 一级一一严格要求不 出现裂 缝的构件，要求 在荷 载效应 的标准组合 下不 得出现拉应 力，即ckpc(2)二级般要求不出现裂缝的构件，要求在荷载效应的

4、标准组合下可以出现拉应力，但不得超过给的抗拉强度标准值ftk，在荷载的淮永久组合下，不得出现拉应力，即bck bpcftk ,ffcCTpc <(3)三级一一使用阶段允许出现裂缝的构件，应验算裂缝宽度，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的构件最大裂缝宽度不超过裂缝宽度限值，即WOmaxlim2. 既然钢筋与给的温度线膨胀系数相等(近)为什么还会产生温差损失ff13，计算ff13时At具体指的是什么温差？ 答：为了缩短先张法构件的生产周期，徒常采用节蒸汽养护来加速其硬化。升温时，新浇给尚未结更，钢筋受CT13 ,降温时，给已结硬。并热自由膨胀，但两端的台座是固定不动的，距离保持不变

5、，因此产生预应力损失与钢筋结成整体一起回缩，加之两者具有相同的温度膨胀系数，故两者回缩相同，所损失的al3无法恢复计算bl3时，t指当徒加热养护时，预应力钢筋与承受拉力的台座之间的温差(°C)。3. 减小锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失的措施有哪些？答：减少锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失CT11的措施有：(1 )选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚、夹具，尽量少用垫板，因为每增加一块垫板，张拉端锚具变形和钢筋内缩值 a台座长度，因为 61与台座长度1成反比(er” = .Es)14. 减小摩擦损失cr12的措施有哪些？a就增加1mm (2)增加答：减少摩擦损失 cr12的措施

6、有:(1)对较长的构件可在两端进行张拉，则计算孔道长度可减少一半，但将引起<!11的增加(2)采用超张拉，张拉程序为:0 - 1.1 Ocon -2兰T 0.85。顿一整竺T。con，它比一次张拉的应力分布均匀，预应力损失小。5. 减小徒收缩，徐变引起的预应力损失。15有哪些？答：减少给收缩，徐变引起的预应力损失。15的措施有：(1)采用高标号水泥，减少水泥用量，减少水灰比、采用干硬性给。(2) 采用级配好的骨料，加强振捣，提高给的密实性(3) 加强养护，以减少给收缩。五、概念题(答案见后面)(_)填空题1. 先张法构件的预应力总损失至少应取 ，后强法构件的预应力总损失至少应取 。2.

7、预应力混凝土中，混凝土的强度等级一般不宜低于 ,当采用高强钢丝、钢绞线时，强度等级一般不 宜低于。3. 已知各项预应力损失：锚肯损失痣11 ；管道摩擦损失。12 ；温差损失；钢筋松驰损失。14 ；混凝土收缩和徐变损失；螺旋式钢筋对混凝土的挤压损失。16。先张法混凝土预压前(第一批)损失为 ；混凝土预压后(第二批)损失为 ；预应力总损失为 o后张法混凝土预压前(第一批)损失为；混凝土预压后(第二批)损失为 ；预应力总损失为 o4. 施回预应力时混凝土立方体强度应经计算确定，但不低于设计强度的 。5. 影响混凝土局压强度的主要因素是 ; ; 。6. 先张法预应力混凝土轴心受拉构件，当加荷至混凝土即

8、将出现裂缝时，预应力钢筋的应力是7. 预应力混凝土轴心受拉构件（对一般要求不出现裂缝的构件）进行抗裂验算时，对荷载效应的超标准组合下 应符合，在荷载效应的准永久组合下，宜符合 。8. 预应力混凝土轴心受拉构件（对于严格要求不出现裂缝的构件）进行抗裂验算时，对荷载效应的标准组合下 应符合。9. 为了保证在张拉（或放松）预应力钢筋时，混凝土不被压碎，混凝土的预压应力o-cc应符合。其中先张法的 CTcc应为，后张法的 CTcc应为。10. 轴心受拉构件施工阶段的验算包括 、两个方面的验算。11. 在进行预应力混凝土受弯构件斜截面抗裂给算时，对严格要求不出现裂缝的构件奕符 合、。对一般要求不出现裂缝

9、的构件应符合 、。12. 施加预应力的方法有 、。13. 全预应力是指 。部分预应力是指 。14. 有粘结预应力是指 。无粘结预应力是指 。15. 张拉控制应力是指 。16. 先张法轴心受拉构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力为 ,完成第二批损失时，混凝土的预 压应力为。17. 后张法轴心受拉构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力为 ,完成第二批损失时，混凝土的预 压应力为。18. 先张法轴心受拉构件在使用阶段，当加荷到预压应力被抵消时，构件承担外荷载产生的轴向拉力为;继续加荷至混凝土即将开裂，相应的轴向拉力为 ;当加荷至构件破坏时，相应的轴向 拉力为 O19. 后张法轴心受拉构件在使用阶段

10、，当加荷到预压应力被抵消时，构件承担外荷载产生的轴向拉力为;继续加荷至混凝土即将开裂，相应的轴向拉力为 ;当加荷至构件破坏时，相应的轴向 拉力为 O20. 预应力混凝土轴心受拉构件使用阶段正载面承载能力的计算公式为 ;其荷载效应及材料强度均采 用。21. 预应力混凝土轴心受拉构件，对严格要求不出现裂缝的构件，应满足;对一般要求不出现裂缝的构件，应满足 和;对允许出现裂缝的构件，应满足 。22. 先张法预应力混凝土受弯构件，第一批损失完成后，受拉区预应力的钢筋应力为;第二批损失完 成后，当分别加荷至受拉区和受压区预应力钢筋各自合力点处混凝土法向应力等于零时，受拉区预应力钢筋的应力为，受压区预应力

11、钢筋的应力为 。23. 后张法预应力混凝土受弯构件，第一批损失完成后，受拉区预应力的钢筋应力为;第二批损失完成后，当分别加荷至受拉区和受压区预应力钢筋各自合力点处混凝土法向应力等于零时，受拉区预应力钢筋的应力为，受压区预应力钢筋的应力为 。24. 预应力混凝土受弯构件由预加力产生的混凝土法向应力，先张法构件。pc为；后张法构件 a pcppJ为。25. 先张法构件是依靠 传递预应力的，后张法构件是依靠 传递预应力的。（二）选择题（答案见后面）1、其他条件相同时，预应力混凝土构件的延性通常比普通混凝土构件的延性（）a.相同； b.大些； c. 小些； d. 大很多。2、预应力混凝土与普通混凝土相

12、比，提高了（）a.正截面承载能力；b.抗裂性能；c.延性。3、全预应力混凝土在使用荷载作用下，构件截面混凝土（）a.不出现拉应力；b.允许出现拉应力；c. 小些； d.大很多。4、部分预应力混凝土在使用荷载作用下，构件截面混凝土（）a.不出现拉应力；b.允许两面拉应力；c.不出现压应力；d. 允许出现压应力。5、预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于（）a.C25 ;b.C30 ;c.C40;d.C45 。6、预应力混凝土构件，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋做预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于（）a.C25;b.C30;c.C40;d.C45 。7、 规范规定预应力钢筋的张拉控制应力值不宜

13、超过规定的张拉控制应力限值，且不应小于（）a.0.3 fptk ;b.0.4 f* ;c.0.5 fptk ;d.0.6 fptk 0d. 与11 +bi2 +。13 +bi4。8、先张法预应力混凝土构件，在混凝土预压前（第一批）的损失为（）a. Cj 11 *。13 *。14 ； b. °11 *。12 *。13 ； C. 。11 +。12 ;9、后张法预应力混凝土构件，在混凝土预压前（第一批）的损失为（§11 +叫3 +04。a. 口11 +2 +§13 +。14 ; b. 。11 +耳2 十。13 ; c. 。11 +。12 ； d.10、先张法预应力混凝土

14、构件，在混凝土预压后（第二批）的损失为（）a.心 14+心 15 +心 16；b.心 13+心 14 +心 15；C.心 15 ；d.。14 + 15。11、后张法预应力混凝土构件，在混凝土预压后（第二批）的损失为（）a. ° 14*。15 +。16；b.。13*。14 *。15；C.心15 ；d.°14 * 15。12、先张法预应力混凝土构件求得的预应力总损失值不应小于（）a.80N/mm;b. 100N/mm2;c. 90N/mm2;d. 110N/mm2。13、后张法预应力混凝土构件求得的预应力总损失值不应小于（）a.80N/mm;b. 100N/mm2;c. 90N

15、/mm2;d. 110N/mm2。14、 先张法预应力混凝土构件完成第一批损失时，预应力钢筋的应力值。为（a. °con &1Ipc I ； b. O'con BiI ；C. 0on 一 Qi - CtEpcI ；d.con 一 1I。15、 后张法预应力混凝土构件完成第一批损失时，预应力钢筋的应力值。为（a. °con 一 心1Ipc 1 ； b. CTcon OiI ；c. bcon 。11 aEbpc1 ； d. Ucon 11。16、 先张法预应力混凝土构件完成第二批损失时，预应力钢筋的应力值Bpc% （a，CTcon。1，b.CTconbill；C

16、.Ci con O 1 aEb pcii，d.CTcon 12 °17、后张法预应力混凝土构件完成第二批损失时，预应力钢筋的应力值 opc% （）a，心 con心1，b，疗 con 5ll；C.心 con。1 " E 疗 pcll，d，Ci con一 心 12 °18、先张法预应力混凝土构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力值 o“l为（）pca（CTcon 一。11 ）Ap / Ao ； b.（bcon 一。11 ）Ap 一 An ；C（CTcon 一。11 ） Ap / A。； d. （CTcon 一。11 ）Ap 一 An。19、后先张法预应力混凝土构件完成

17、第一批损失时，混凝土的预压应力值为（）pca.（CTcon CT11）Ap/Ao ； b. （c con CT11）Ap An；20、C.（CTcon 。11 ）Ap / Ao ； d. （bcon 。11 ）Ap An。先张法预应力混凝土构件完成第二批损失时，混凝土的预压应力值,（”-，con - ；1 ） A p b.;（二 con -；1）冬Oll为（21、22、a ( § con £5" 1 ) A p 汀 15 Asc (。汕一。1局入？dAoAo.后张法预应力混凝土构件完成第二批损失时，混凝土的预压应力值&（bcon 一 b1）Apb（Qcon

18、 一。1“ ）Ap（一 A。An（Ln 一 二1）Apc （ tJ con CT 1 ） A p 15 A s d H预应力混凝土轴，蚀拉构件，加荷至混凝土预压应/泌抵消时，此时外荷载产生的轴向拉力ll为（a CTpcll Ao ； b. CTpcl Ao ； c. CTpcll An ； d. CTpcl An o23、 预应力混凝土轴心受拉构件，加荷至混凝土即将开裂，此时外荷载产生的轴向拉力Ncr为（）a.（bpcll+ftk）An； b.（Spcll+ftk）Ao; c.（bpcl+ftk）An ； d.（Qpcll+ ftk ）Ao。24、预应力混凝土受弯构件斜截面的承载能力与变通混凝

19、土受弯构件相比是（）a.提高了；b.相同； c.降低了。（三）判断题（答案见后面）1、预应力混凝土与同条件普通混凝土相比，不但提高了构件的抗裂度，而且提高了正截面的强度。（）2、 先张法是在浇灌混凝土之前张拉预应力钢筋。（）3、 后张法是在浇灌混凝土并结硬后张拉预应力钢筋。（）4、 部分预应力是在使用荷载作用下截面混凝土不允许出现拉应力。（）5、全预应力是在使用荷载作用下允许两面拉应力和开裂，其分为两类：一关指在使用荷载作用下，构件预压混凝土正截面的拉应力不超过规定的允许值；另一类指在使用荷载作用下，构件预压混凝土正截面的拉应力不超过规定的限值；但当裂缝出现时其宽度不超过允许值。（）6、无粘结

20、预应力是指预应力钢筋伸缩、滑动自由，不与周围混凝土沾结的预应力。（）7、 对锚肯的要求是安全可靠、使用有效、节约钢材及制作简单。（）8、 低强度的钢筋也可以用于预应力混凝土中。（）9、规范规定预应力结构中的混凝土强度等级不应低于C40。10、张拉控制应力 寸引越高越好。()11、 张拉控制应力Sc，只与张拉方法有关系。()12、采用两端张拉、超张拉可以减少预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失。()13、钢筋应力松弛是指钢筋受力后在长度不变的条件下，钢筋应力随时间的增长而降低的现象。()14、 先张法构件计算的预应力总损失不小于80N/mr2i,后张法构件计算的预应力总损失不小于100N/mr

21、i2io()15、无粘结预应力混凝土结构一般是指采用无粘结预应力钢筋按后张法制作的预应力混凝土结构。16、完成第一批损失时，先张法预应力钢筋的应力为为 bcon -。1 I。17、完成第一批损失时，先张法混凝土的预压应力为Scon -i)Ap。/。，18、施加预应力可以提高轴心受拉构件的承载力。19、为了保证预应力混凝土轴心受拉构件的可靠性，后张法预应力钢筋的应力后张法混凝土的预压应力为()除要进行构件使用阶段的承载力计算和裂缝控制验算外，还应进行施工阶段的承载力验算，以及后张法构件端部混凝土的局压验算。()20、 为了保证预应力混凝土轴心受拉构件在施工阶段混凝土示被压坏，混凝土的法向压应力Q

22、cc 京.8fck()21、 后张法构件端部发生局部破坏时混凝土的强度值大于单轴受压时的混凝土强度值，增大的幅度与局压面积周围混凝土面积的大小有关。()22、预应力受弯构件的正截面承载力计算公式的适用条件与普通钢筋混凝土受弯构件是一样的。()23、预应力受弯构件的斜截面承载力与同条件普通混凝土受弯构件的斜截面承载力一样24、 预应力受弯构件的斜截面承载力比同条件普通混凝土受弯构件的斜截面承载力提高了0.05NP0， ()25、 预应力受弯构件裂缝控制验算只需进行正截面裂缝控制验算。()26、 与普通混凝土受弯构件不同，预应力混凝土受弯构件的挠度由两部分组成：第一部分是外荷载产 生的向下挠度；另

23、一部分是预应力产生的向上变形(反)<()27、 预应力受弯构件在进行施工验算时，不仅必须控制外边缘混凝土的压应力，而且还必须控制预拉区外边缘混凝土的拉应力。()28、X芝2a；是为了保证破坏时预应力受压钢筋达到屈服（四）问答题（答案见后面）1、什么是预应力混凝土？为什么说普通钢筋混凝土结构中无法利用高强度材料，较难建造起大跨度结构？预应力混凝土结构又怎样？2、预应力混凝土结构的主要优缺点是什么？3、“预应力混凝土结构是一种预先检验过的结构”这种说法对吗？4、对混凝土构件施加预应力的方法有哪些？5、什么是先张法和后张法预应力混凝土？它们的主要区别是什么？6、预应力混凝土中的钢材和混凝土的性

24、能分别有哪些要求？为什么？7、预应力混凝土与普通混凝土之间的主要异同点是什么？8、为什么预应力混凝土结构中要用较高强度等级的混凝土？9、什么是张拉控制应力？为什么要规定张拉控制应力的上限值？它与哪些因素有关？张拉控制应力是否有下限值？10、为什么先张法的张拉控制应力的允许值比后张法规定的高些？11、预应力混凝土结构中的预应力损失包括哪些项目？如何分批？每一秋损失在计算中是如何应用的？12、影响收缩和徐变预应力损失的主要因素有哪些？计算这项损失时的混凝土预应力是指哪一位置处的值？13、什么是钢材的应力松驰？松弛损失与哪些因素有关？为什么超张拉 （短时间的）可减小松驰损失？14、 换算截面A。和净

25、截面A。的意义是什么？为什么计算施工阶段的混凝土应力时，先张法构件用A。,后张法构件用净截面A ?而计算外荷载引起的截面应力时，为什么先张法和后张法构件都用A。？15、 如果先张法和后张法两种构件的张拉控制应力和预应力损失一样，当加荷至预压应力bPc = 0时,先张法和后张法两种构件的预应力钢筋的预应力钢筋应力sp是否相同？为什么？16、施加预应力对轴心受拉构件的承载力有何影响？为什么？17、在受弯构件截面受压区配置预预应力筋对正截面抗弯强度有何影响？18、预应力混凝土受弯构件斜截面抗剪强度计算是否与普通钢筋混凝土受弯构件相同？19、轴向力和预应力对构件的斜截面抗剪强度的什么影响到？20、预应

26、力曲线（弯起）钢筋的作用是什么？21、 计算使用阶段预应力混凝土受弯构件由预应力引起的反拱和因外载产生的挠度时，是否采用同样的截面刚度？22、预应力混凝土构件在抗裂计算中，为什么要考虑非预应力钢筋的影响？23、为什么要对预应力混凝土构件进行施工阶段的抗裂度和强度验算？怎样对预应力混凝土受弯构件作施工阶段验算？24、什么是部分预应力混凝土？它的优越性是什么？25、预应力混凝土结构中，非预应力钢筋对预应力损失及抗裂性是有利还是不利？26、什么是预应力钢筋的预应力传递长度？传递长度内的抗裂能力与其他部位有何不同？何时考虑其影响？27、不同的裂缝控制等级，其预应力混凝土受弯构件的正截面、斜截面抗裂缝验

27、算应满足什么要求?后张法18m预应力混凝土屋架下弦杆。设计条件：(1) 混凝土截面为250mr 160mm孔道2 0 55如图1-9-1所示；(2) 材料选用混凝土： 040 (也=19 .1N / mm 2,、= 2.39 N / mm 2, Ec = 3.25 乂10 4 N / mm 2 )；预应力钢筋：采用1 x 7标准型，0 S15.2的钢绞线(fptk =1860 N / mm2, fpy =1320 N / mm 2, E = 1.95 乂10 5 N / mm 2 )；非预应力钢筋：采用 HRB335的钢筋(fyk =335 N / mm2, fy =300 N / mm2,E

28、s = 2.0号05 N / mm 2);并按构造配置了 4 佥 12 (As=452mrm);(3) 杆件内力永久荷载标准值产生的轴向拉力NoK=320kN,可变荷载标准值产生的轴向拉力卬右95 kN,可变荷载的组合值系数 蜜c =0.7可变荷载的准永久值系数 枣q =0.5。 c q(4) 张拉时混凝土强度f/cu=40N/mm, f /ck=26.8N/mmo(5) 张拉控制应力。2:con - 0.75 f ptk=0.75 1860 =1395 N / mm。(6) 张拉工艺后张法一端张拉，采用 OV诚苗具(直径120mm，孔道为预埋金属波纹管成型，则K=0.0015m-1,=0.2

29、5。(7) 抗裂要求为一般要求不出现裂缝的构件。设计要求：正截面受拉承载力确定预应力钢筋的数量，并进行裂缝控制验算、施工阶段混凝土压应力验算以及端部锚具下混凝土局压承载力验算。一、概念题(一)填空题1、100N/mm； 80 N/mm22、C30; 0403、°” *心13 *心14 ；°15 ；。11 +。12 ；$14 *$15 *°164、75%5混凝土强度等级；局压面积A;局部受压的计算底面积A6、%cr =%on 一。17、bck bpcII - ftk ； bcq bpcII - 08、Ek 一bpcn °9、 CTcc <0-8 f

30、/ck ； <Tcc = （bcon -CT1I ） Ap / A。；町'cc =bcon Ap / An10、张拉（或放松）预应力钢筋时，构件承载能力验算；构件病部锚固区局部受压承载能力的验算11、12、c tp <0.85 M ； ；cp £ 0-6 fck ；tp 三 0-95 ftk；cp £ 0.6 fck先张法；后张法13、在使用荷载作用下，构件截面混凝土不出现拉应力,即为全截面受压。在使用荷载作用下,构件截面混凝土允许两面拉应力或开裂，即为截面只有部分受压。14、预应力筋全长其周围均与混凝土粘结，即为截面只有部分受压。15、张位预应力钢筋时

31、，张拉设备上测力仪表所示的必须达到的总张拉力除以预应力钢筋混凝土截面面积得出的拉应力值，用（”-，con - ；1I ）A16、17、pcI(don Mi) A二 pcI=18、AnN 0 pcII A。； NcrO' con表示p,。pcIIp； 伍 pcIIo(；con -；1)Ap -；15As(；con ；1AAp ；15Asftk)A°AnNu = fpyAp fyAs19、25、20、NE =fpyAp - fyAs21、,O" ckpc° ； bck 一bpc 主 ftk ；cq 一Bpc° ； Wmax < W |im22、

32、CTpe = con/一 §11 ahCTpci , CT p0 = CTcon1，b p。=Bcon b 123、CTpe =conN po5 I ； O po =药 con 心 1 + BE 心 pcII ，心 po = G" con O 1 + W E O' pcI1N poepoN pN pepnM 2)A°二 pcftk5N 0 8 pcII A0 ； N crNu = fpyAp=(；-pcIIIVo ； bpc一，Vn - VnA IA II 预应力钢筋与混凝土之间的粘结力；其两端锚具锚住预应力钢筋（二）选择题1、c2、b3、a4、b5、b6

33、、c7、b8、a 9、c10、c11、a12、b 13、 a 14、a15、b 16、c17、a18、a19、b 20、 a 21、c22、a 23、b24、a（三）判断题1、 X 2、v/ 3、 V 4、:X 5 、 x 6、 V 7、V 8、 X 9、x10 、:x 11、:X 12 、 V 13、v 14、x 15、 V 16、V/ 17、 x18、x19 、 V 20 、，/ 21、V 22、 V 23、X24 、 v25、x26、 V 27、V 28 、x （四）问答题1、答：预应力混凝土是在在混凝土结构构件承受外荷载作用之前，预先对由外力产生拉应力部分的混凝土施加压力，造成一种预先

34、的应力状态，使所产生的预压应力以抵消外荷载所引起的大部分或全部拉应力，从 而使结构构件在使用时的拉应力不大，甚至仍为压应力。这样，结构构件在外荷载作用下，裂缝不致发生，即 使发生，裂缝开展宽度也不致过大。这就是预应力混凝土结构。普通钢筋混凝土结构不可能性充分利用高强度材料，其原因在于：一方面，提高混凝土强度等级对于提高其极限拉应变的作用很小；另一方面，在使用荷载下钢筋应力大致是其设计强度的60%左右，相应拉应变已 、 、一. 2 大大超过混凝土的极限拉应变。譬如，即使是强度不高的I、II级钢筋，使用阶段的应力约 50200N/mm时，混2凝土就已广生苑度为 0.10.3mm的裂缝。因此，如果米

35、用副虽度钢筋，使用阶段的应力可达5001000N/mm ,裂缝开展宽度将很大，根本不能符合使用要求。所以在普通钢筋混凝土结构中无法利用高强度材料。另外，由于裂缝的出现和开展，大大降低了构件的截面刚度，增大了结构、构件的变形，因此，用普通钢筋混凝土建造大 跨度、大开间结构时，为了满足变形要求，必将导致结构的截面尺寸过大，因而自得过大，所以不经济，甚至 无法建造。当采用预应力混凝土时，可以采用高强度钢筋及混凝土不存在裂缝过大的问题，而且一般来说预应力钢筋强度越高，则预应力效果越好。关于构件刚度问题，一方面，由于不出现裂缝或者裂缝宽度较小，所以它比相应的普通钢筋混凝土的截面刚度要大，变形要小；另一方

36、面，预应力使构件或结构产生的变形与外荷载产生的变形是相反的（习称“反拱” ），因而，前者可以抵消后者一部分变形，使之容易满足结构对变形的要求。所 以，预应力混凝土适宜于建造大跨度结构。2、答：（1）预应力混凝土结构具有下列优点：1）不会过早地出现裂缝，抗裂性高，甚至可保证使用荷载下不出现裂缝，从根本上解决了裂缝问题。2）合理有效地利用高强度钢材和混凝土，从而大大节约钢材、减松结构自重。它比钢筋混凝土结构一般可节约钢材30%50%减轻结构自重达 30%&右，特别在大跨度承重结构中更为经济。3） 由于混凝土不开裂或较迟开裂，故结构的刚度大，在预中应力时又产生反拱，因而结构的总变形较小。4）

37、扩大了钢筋混凝土结构的应用范围。由于强度高、截面小、自重轻，能建造大跨度承重结构或桥梁；由于抗裂性高，可建造水工结构、储水结构和其他不渗漏结构，如压力容器及原子能电站的安全壳等；此外， 抗裂性高对于处在侵蚀性环境中的结构也是一大优点。5）由于使用荷载下不裂或裂缝处于闭合状态，提高了结构的耐久性。6）疲劳性能好。因为结构构预先存在应力状态，减小了重复荷载下钢筋应力的变化幅度，所以可提高结 构承受重复荷载的能力。7）预加应力还可作为结构的一种拼装手段和加固措施。由于预应力混凝土结构具有上述一系列优点，所以它的应用范围极广，已成为土建结构工程中应用很广 的一种结构材料。（2）预应力混凝土结构的主要缺

38、点：1）设计计算较复杂。2）施工工艺较复杂，所要求的材料、设备和技术水平等都比较高。3）预应力混凝土结构的单方面造价也比较高。与普通钢筋混凝土结构相比，预应力混凝土结构的延性一般要差一些。3、 答：这种说法对于用张拉钢筋的办法来施加预应力的预应力混凝土结构是对的。因为在预加应力期间，钢筋和混凝土都承受了很高的应力，而在使用阶段的应力往往不会再高多少。所以如果该结构能在预加应力阶 段表现出良好性能的话，那么有把握认为它在使用荷载阶段也将具有良好的结构性能。从这个意义上讲，可称 预应力混凝土结构是一种事先经过检验的结构。4、答：对混凝土结构构件施加预应力的方法有两大类：一类是用张拉钢筋的方法；另一

39、类是不用张拉钢 筋的方法。采用张拉钢筋的方法对混凝土施加预应力是建筑构件最常用的方法。根据浇灌混凝土和张拉钢筋的先后 不同，又分为先张法和后张法。先张法是在浇灌土之前张拉预应力钢筋，可采用台座长线张拉或钢模短线张拉。 后张法是在浇灌混凝土并结硬之后以混凝土构件作为台座张拉预应力钢筋。后张法又可做成有粘结的和无粘结 的预应力构件。张拉钢筋的方法有机械张拉和电热张拉。不用张拉钢筋的方法是直接利用千斤顶或扁顶对混凝土结构构件施加预应力的。这种施力过程可以使混 凝土受到预压力，而无需任何钢筋之类的材料。5、答：顾名思义，先张法是浇捣混凝土之前在台座上张拉预应力钢筋，而后张法是要获得足够强度的混 凝土结

40、构构件上张拉预应力钢筋。可见，两者不仅在张拉钢筋的先后程序上不同，而且张拉的台座也不一样， 后者是把构件本身作为台座的。在先张法中，首先将预应力钢筋张拉到需要的程度，并临时锚固于台座上，然后浇灌混凝土，待混凝土达到一定的强度之后（约为混凝土设计强度的70%100%,放松预应力钢筋。这时形成的钢筋和混凝土之间的粘结约束着钢筋的回缩，因而，混凝土得到了预应力。所以先张法预应力混凝土构件中混凝土的预应力是靠钢 筋与混凝土与混凝土之间的粘结力的传递而获得的。通常，制作先张法预应力混凝土构件都需要台座、千斤顶、传力横梁和夹具等设备。台座大多是固定的， 有时也可临时组装起来使用。大型屋面板等构件，为加快生

41、产速度，常采用蒸汽养护等措施，采用钢模施工， 它是在钢模上直接张拉锚固，因而它不用台座。在后张法中，首先浇捣混凝土构件，同时在构件中预留孔道，在混凝土到达规定的设计强度之后，通过 孔道穿入要张拉的预应力钢筋，然后利用构件本身作台座张拉钢筋。在张拉的同时，混凝土受到压缩。张拉完 毕后，构件两端都用锚具锚固住预应力筋，最后向孔道内压力灌浆。所以，在后张法中主要是靠锚具来保持预 应力的。后张法不需要台座，但需要有可靠的锚具、千斤顶和张拉油泵等设备。先张法构件中钢筋与混凝土之间都是有粘结的，而后张法可分为有粘结和无粘结两种情况。先张法和后张法的主要区别在于施工工艺不同。在先张法和后张法中，预应力损失也

42、不一样，如果采用 同等的张拉控制应，则后张法建立的预压应力要高一些。另外，后张法用于超静定结构中，会因为张拉预应力 钢筋产生结构中的次应力。6、答：（1）对预应力钢材的性能要求：1）高强度、低松驰。因为结构中预应力的大小取决于钢筋的张拉应力，同时，结构构件制作及使用过程. 一 一 . 2.一 一 . 一 .中将出现各种预应力损失 （有时损失总值可达 200N/mm以上），因此，必须米用高强度的钢材。顺便于工作提及,预应力的一些先驱者，起初由于采用强度不高的软钢，加上没有充分认识到因混凝土收缩、徐变和钢材松驰等 而发生的预应力损失，以致加于结构构件上的初始预应力的的很大部分被随后发生的损失所抵消

43、了。结果，想 建立起一项恒定的预压应力的努力，都失败了。2）具有一定的塑性。即要求拉断时有一定的延伸率。尤其在低温和受冲击条件及抗震的结构，更应注意 钢材的塑隆要求，否则，可能产生脆性破坏。（冷傲或热傲）3）有良好的可焊接和可傲性。因为结构中的钢筋常常需要对焊接长使用也常需要经过傲粗加以锚固4) 先张法预应力混凝土结构构件要求钢筋(或钢丝)与混凝土之间有良好的粘结性能。因为它们是靠钢 筋的混凝土之宰的握裹力来传递预应力的。因此，高强度光面钢丝常常需要事先作“刻痕”或“压波”处理。(2) 对混凝土的性能要求是：1) 高强度。高强度混凝土能减小结构构件截面和自重。2) 较高的弹性模量和较小和徐变、

44、收缩变形，以减少预应力损失。累而，要求混凝土是低水灰比的。3) 快硬、早强。快硬、早强的混凝土可尽早施加预应力，加快施工速度。4) 轻质。轻质混凝土能减轻结构自重。因此，预应力混凝土结构中的混凝土强度等级不应低于C30;当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等级不低于C40。选择预应力混凝土的混凝土强度等级时，应综合考虑构件跨度、使用条件、施工方法及钢筋类型等因素。7、答：(1) 因为预应力钢筋传给混凝土较高的预压应力，所以用于预应力混凝土结构中的混凝土强度等级必须 比钢筋混凝土结构中的高；同时，为了克服预期的预应力损失，产生较高的预应力效果，钢筋的预加应力需要 到达相当高的

45、程度，因此，用于钢筋混凝土中的软钢或中等强度的钢筋将不适合于预加应力，用于预应力混凝 土中的钢筋最好是高强钢筋、高强钢丝和钢绞线。(2) 预应力程度较高的预应力混凝土结构，在使用荷载作用下通常是不开裂的结构即使在偶然超载时有 裂缝出现，但是只要卸去一部分荷载，裂缝就会闭合。因而，它的性能接近匀质弹性材料。而钢筋混凝土结构 在使用荷载下的性能基本上是非线性的。(3) 预应力混凝土结构由于裂缝出现很迟或较迟，因而它的刚度较大；同时，预加应力会使结构产生反 拱，因而它的挠度较小。而钢筋混凝土结构中的裂缝出现早，刚度降低多，所以，挠度较大。(4) 在预应力混凝土和钢筋混凝土结构的使用阶段，在如何抵抗外

46、荷载方面也有重要的差别。在出现裂 缝的钢筋混凝土梁中，随着外荷载的增加，钢筋应力增长，而内力臂的变化较小，即抵抗弯矩的增大主要靠钢 筋应力的增长。在预应力混凝土梁中则不同，随外载的增加，受拉的预应力混凝土与受压的混凝土之间的内力 臂明显增大，而预应力钢筋的应力增长速度却相对较小，因为外载作用前已有较高的预拉应力。因而，预应力 混凝土梁在使用荷载下即使出现裂缝，其裂缝开展宽度也较小。(5) 一旦预应力被克服之后，预应力混凝土和钢筋混凝土之间没有本质的不同。因而，无论是拉杆的强 度，或是梁的抗弯能力，预应力混凝土与同条件钢筋混凝土两者是相同的。不过，梁的抗剪强度两者则不同，预应力混凝土梁的高。因而

47、，预应力混凝土梁的腹板可做得较薄，这样大减轻了自重。8、答：预应力混凝土比普通钢筋混凝土要求更高强度等级的混凝土，主要理由是：(1) 为了尽量降低造价、减轻自重。因为预应力钢筋的锚具是按较高强度等级的混凝土来设计的。如果 混凝土强度较低，那么，对局部承压、对端部锚固区内锚具附近的混凝土的抗裂性、对保证钢筋与混凝土之间 的可靠粘结等都是不利的。从而就会告成锚具和构件尺寸的加大及经济性差等情况。(2) 为了保证强度的均匀性，预应力混凝土构件比钢筋混凝土构件有更多的部位要承受高应力。以一简支染为例，除了跨中截面顶面附近要承受较高压应力以外，靠近梁端支座附近的梁底纤维也处于高压应力之下。可见，从梁的端

48、部直至染的中部，有许多部位要承受高应力。因此，在预应力混凝土构件中，保证强度的均匀性是比较重要的，机时高强度等级的混凝土在受压、受拉、受剪以及粘结和局部承压等方面都有比较高的抗力。（3）相同水灰的比条件下，较高强度等级的混凝土不太容易发生收缩裂缝，而低强度等及的混凝土在施 加预应力之前就会发生收缩裂缝。（4）高强度等级的混凝土可减少占总预应力损失中很大部分的徐变损失。9、答：张拉控制应力是指张拉钢筋时，张拉设备（千斤顶和油泵）上的压力表所需要达到而加以控制的 总张拉力除以预应力钢筋截面面积得出的应力值，以 <Tcon表示。设计预应力混凝土构件时，为了充分发挥预应力的优点，张拉控制应力应尽

49、可能地定的高一些，使混凝 土获得较高的预压应力，以提高构件的抗裂性。但是，张拉控制应力也不能定得过高。定得过高，会有以下缺 点：第一，如果<Tcon过高，贝U构件出现裂缝时的承载能力与破坏时的承载能力有时可能会很拉近，即意味着构 件在裂缝出现后不久就会失去承载能力，使构件在破坏前无明显的预兆，构件的延性较差，这是不希望发生的； 第二，如果CTcon过高，还可能发生危险。因为为了减少一部分预应力损失，张拉操作时往往要实行超张拉。由 于预应力钢筋混凝土的实际强度并非每根相同，如果把控制应力定得过高，很可能在超张拉过程中会有个别钢 筋达到或超过它的实际屈服强度（对有明显屈服点的钢筋），甚至发生

50、断裂事故（对高强度硬钢）或产生较大的塑性变形。第三，如果 CTcon过高，在施工阶段会使构件的某些部位受到拉力（称为预拉力）甚至开裂，对后张 法构件可能造成局压破坏。因此，张拉控制应力CTcon应定得适当，以留有余地。应该指出，张拉控制应力值的大小与预应力钢筋的钢种和张拉方法在关。预应力钢丝、钢绞线：先张法 和后张法均为：0.75 fptk。热处理钢筋：先张法为 0.70 fptk，后张法0.65 fptk。从经济方面考虑，张拉控制应力应有下限值。否则，若张拉控制应力过低，则张拉的预应力被各项预应 力损失所抵消了，达不到预期的抗裂效果。因此，规范规定：预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋的张拉控制应

51、力值不应小于 0.4"*。 ptk10、答：规范规定预应力钢筋的张拉控制应力允许值应按表2-9-1采用表 2-9-1钢筋种类张拉方法先张法后张法消除应力钢筋、钢绞线0.75 f*0.75 fptk热处理钢筋0.70 fptk0.65 fptk规范规定的张拉控制应力允许值先张法比后张法略高的原因是：先张拉构件施加预应力（放松预应 力钢筋）时，由于混凝土的弹性压缩，钢筋的预拉应力随之降底otEbpci ,即：了 p""con -1-«；pcl而后张法构件施加预应力（张拉预应力钢筋）时，混凝土的弹性太缩可以由千斤顶及时补偿。因此，钢 筋初始预拉应力（张拉控制应

52、力）不会因混凝土的弹性压缩而降低。即预应力钢筋的应力为：了 pl = C- con - 二 11比较上两个式可知，在张拉控制应力和第一批预应力损失相同的条件下，预应力钢筋中的应力，先张法 的总比后张法的低。同样，当构件受荷后混凝土预压应力被抵消时，轴心受拉构件预应力钢筋中的应力，对先 张法构件：pocon而后张法构件：po =二-con - :1 + aEc pcI比较这两个式可知，当混凝土预压应力被抵消时，预应力钢筋的应力钢筋的应力先张法的仍比后张法的 低。为使先张法和后张法构件预应力钢筋中的应力值及其抗裂能力具有大致相同的水平，因此，适当提高了先 张法构件的张拉控制应力允许值。11、答：预

53、应力损失包括以下项目：（1） 张拉端锚具变形及钢筋回缩损失a11。（2） 预应力钢筋的摩擦损失a12 （包括两种情况：预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦；预应力钢筋在转向 装置处的摩擦）。（3） 混凝土加热养护时受张拉的钢筋与承受拉力的设备之间的温度损失a13 o（4）钢筋的松驰损失 二-14。（5） 混凝土的收缩和徐变损失：.：15。（6） 用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于混凝土的局部挤压引起的损失二-16 o实际小，因为预应力损失是分批发生的，且因张拉工艺（先张或后张）的不同而有所差别。预应力混凝土构件在各阶段的预应力损失值的组合如表2-9-2表 2-9-2预应力损失值的组合先张法构件后

54、张法构件混凝土预压前（批一批）损失 c1I。11 + °13 +b 14b 11*0" 12混凝土预压后（第二批）损失ct1H。15。14 +。15 +。16第一批预应力损失，在计算中应根据具体情况予以考虑。例如，在验算结构构件的使用性能（如抗裂性 等）时，应按全部损失完成后的损失来计算，即应用第二阶段的预应力损失的组合。当进行制作、运输、吊装 等施工阶段的验算时，应根据构件的实际情况考虑预应力损失值的组合，一般考虑第一批损失并可考虑时间对混凝土收缩和徐变损失的影响。先张法构件由于钢筋应力松驰引起的损失ff14在第一批和第二批损失中的比例，如需分开，可根据实际情况确定；后张法构件当采用折线形预应力钢筋时，由于转向装置的摩擦，故在混凝土 预压前（第一批）的损失中计入。12 ,其值按实际情况确定。12、答：在一般湿度条件下，混凝土在结硬过程中体积发生收缩，而在预压应力作用下混凝土发发生沿 压应力方向的徐变。混凝土收缩和徐变都使构件的长度缩短，预应力钢筋也随之回缩，造成预应力损失。影响收缩和徐变的主要因素有：张接钢筋时混凝土中的预压应力与此时的混凝土立方强度之比以及混凝 土质量（水灰比、水泥用量等）和构件所处环境的温湿条件。此外，不同的张拉方法也有一定的影响，后张法 构件比先张法构件的收缩和徐变损失相对地小一些。