第五章预应力混凝土工程

1、第五章 预应力混凝土工程1. 预应力混凝土结构的优点(1)改善使用阶段的性能。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。(2)提高受剪承载力。纵向预应力的施加可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，提高其受剪承载力。(3)改善卸载后的恢复能力。混凝土构件上的荷载一旦卸去，预应力就会使裂缝完全闭合，大大改善结构构件的弹性恢复能力。(4)提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳(而不是由混凝土的疲劳)所控制的。(5)能充分利用高强度钢材，

2、减轻结构自重。在普通钢筋混凝土结构中， 由于裂缝和挠度问题，如使用高强度钢材，不可能充分发挥其强度。例如，1860Mpa级的高强钢绞线，如用于普通钢筋混凝土结构中，钢材强度发挥不到20，其结构性能早己满足不了使用要求，裂缝宽，挠度大；而采用预应力技术，不仅可控制结构使用阶段性能，而且能充分利用高强度钢材的潜能。这样，采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。(6)可调整结构内力。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的手段。因此，现代预应力混凝土是解决建造大(大跨度、大空间建筑一工艺上和使用上要求的)、高(高

3、层建筑、高耸结构)、重(重荷载、重型结构、转换层结构)、特(特种结构一水池、电视塔、安全壳)等类建筑结构和工程结构物的不可缺少的、重要的结构材料和技术。2.预应力混凝土构件中的非预应力钢筋有何作用预应力混凝土构件中的非预应力钢筋主要有：架立钢筋-起骨架作用；主筋-与预应力钢筋共同受力，在预应力失效时提供缓冲作用；箍筋-增加梁体抗剪强度，通过环箍来提高混凝土的强度；梁肋钢筋-在预应力梁体预制养生过程中起防裂作用；锚后钢筋网-防止预应力对锚后混凝土产生应力集中而开裂；锚后螺旋箍筋-提高锚后混凝土强度，共同抵抗强大的预应力。以上是个人见解也请大家指教！3. 先张法和后张法的区别？这样分？先张法与后张

4、法的一个重要区别在于钢筋是否放张 (1)先张法 即先张拉钢筋后浇注混凝土.其主要张拉程序为:在台座上按设计要求将钢筋张拉到控制应力用锚具临时固定浇注混凝土待混凝土达到设计强度75%以上切断放松钢筋.其传力途径是依靠钢筋与混凝土的粘结力阻止钢筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力 先张法施工简单,靠粘结力自锚,不必耗费特制锚具,临时锚具可以重复使用(一般称工具式锚具或夹具),大批量生产时经济,质量稳定.适用于中小型构件工厂化生产. (2)后张法 有粘结预应力混凝土 先浇混凝土,待混凝土达到设计强度75%以上,再张拉钢筋(钢筋束).其主要张拉程序为:埋管制孔浇混凝土抽管养护穿筋张拉锚固灌浆(防止钢

5、筋生锈).其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹,使截面混凝土获得预压应力,如图6.2所示.这种做法使钢筋与混凝土结为整体,称为有粘结预应力混凝土. 有粘结预应力混凝土由于粘结力(阻力)的作用使得预应力钢筋拉应力降低,导致混凝土压应力降低,所以应设法减少这种粘结.这种方法设备简单,不需要张拉台座,生产灵活,适用于大型构件的现场施工. 无粘结预应力混凝土 其主要张拉程序为预应力钢筋沿全长外表涂刷沥青等润滑防腐材料包上塑料纸或套管(预应力钢筋与混凝土不建立粘结力)浇混凝土养护张拉钢筋锚固. 施工时跟普通混凝土一样,将钢筋放入设计位置可以直接浇混凝土,不必预留孔洞,穿筋,灌浆,简化施工程序,由于无粘

6、结预应力混凝土有效预压应力增大,降低造价,适用于跨度大的曲线配筋的梁体.区别有5点:还有,锚具的重复使用与否,传递预应力的方式:粘结力和握裹力4.先张法的张拉机具设备有那些？答：钢丝张拉机具设备：钢丝夹具、张拉机具。1、钢丝机具：a.锚固夹具有圆锥齿板式、圆锥槽式和锲形夹具；b.镦头夹具；c.张拉夹具有偏心式及钳等；d.钢丝拼接器。2、张拉机具：a.卷扬机张拉，弹簧测力的张拉装置；b.卷扬机张拉，杠杆测力的张拉装置；c.电动螺杆张拉机。钢筋张拉机具设备：1.钢筋夹具有：穿心式夹具，张拉用压销式夹具，钢筋墩头和钢筋连接器等。2.张拉机具有：1）液压千斤顶成组单根张拉2）拉伸机或穿心式千斤顶单根张

7、拉。5. 锚具如何分类？后张法常用哪些锚具及张拉设备？答：锚具按锚固性能不同分为两类：1）类锚具：适用于承受动，静载的无黏结或有黏结的预应力钢混凝土结构；2）类锚具：仅适用于有黏结预应力混泥土结构， 且锚具只能处于预应力筋应力变化不大的部位。按其锚固的原理，主要有螺杆式，夹片式，锥销式和墩头式四种体系。1）单根预应力钢筋的锚具有：螺丝端杆锚具，帮条锚具和墩头锚具。2）钢筋束，刚绞线束预应力筋的锚具有：JM-12型锚具，XM型锚具，KT-Z型锚具。3）钢丝束预应力筋的锚具有：刚质锥形锚具，锥形螺杆锚具和墩头锚具。后张法的张拉设备主要有：拉杆式千斤顶，锥锚式千斤顶，穿心式千斤顶，高接油泵和外接油管

8、系统。6. 何谓钢力损失？为什么要超拉和重复张拉？答：钢筋筋松弛应松弛应力损失是指钢筋受力后，在固定长度下随着时间的延续所发生的应力降低，它随控制应力的提高而加大，亦随时间的延续而增长。但刚张拉后发展速度降低在一分钟内大约能完成总松弛的50%，24H可完成80%，以后即逐渐减少。超张拉主要是为了减少钢筋松弛，混泥土弹性压缩，锚具变形和孔道摩擦阻力等所引起的应力损失。持载2MIN，主要是为了加钢筋松弛的早期发展。重复张拉可减少应力损失，还可使钢筋的应力随着松弛的发展而得到的调整，而使每根刚筋受力均匀。采取超张拉和反复张拉的办法，是减少松弛应力损失的有效措施。7. 试述预应力钢筋混泥土电张法的施工

9、特点及其优缺点？答：电张法是利用钢筋热胀冷缩的原理，用低电压强电流通过钢筋，使钢筋发热伸长，带伸长达到规定长度后，随即进行锚固，并切断电源，由于钢筋冷却收缩，从而达到建立预压力的方法。电张法适用于冷拉II级钢筋，III级钢筋，IV级钢筋配筋的构件。其优点是：操作简便，劳动强度低，设备简单，效率高，施工安全；在电热张拉的同时，起到电热时效作用，并可消除钢筋在热轧制造时所产生的内应力，使钢筋的强度有所提高；电张法可以避免钢筋与构件孔道间摩擦应力损失；最适宜高空作业张拉框架结构和曲线配筋的构件。其缺点是：预应力值的建立是以钢筋伸长值来控制的，其预应力值的建立不如应力控制精确，必须进行必要的机械矫核，

10、以调整理论电热伸长值；对抗裂度要求较严的结构不宜采用。8. 预应力混凝土构件孔道留设的方法有哪几种及施工中应注意哪些问题？答：孔道留设方法有钢管抽芯法、胶皮管抽芯法和预埋管法等。施工时应注意的事项有：钢管抽芯法：要求钢管平直，表面光滑，安装位置准确；开始浇灌后每隔一定的时间应慢慢转动钢管一次，待手指按压混凝土表面不粘浆又无明显指痕时，即可抽管。常温下混凝土浇筑后36抽管。抽管顺序宜先上后下；为便于转动和抽管，每根钢管长度一般不超过15m；抽管要平稳，速度要均匀，边转边抽；抽管后应对孔道及时检查清理。胶管抽芯法：软质胶管要有良好的密封装置，以便在管中充入压缩空气、压力水（亦可满塞细钢丝），扩大管

11、径34mm；待混凝土初凝后放出气、水或拔出钢丝即可抽管；抽管时利用其弹性，在拉力作用下断面缩小易于抽出。施工中防止钢筋头或铁丝刺破胶管。预埋铁皮管法：将白铁管或波形铁皮管直接埋管在构件中成孔，无需抽出，预应力筋密集，或曲线配筋，抽管有困难时，常用此法，施工中均要接头密封，以防漏浆堵孔。9.简述预制预应力混凝土管桩的应用范围？答：管桩的应用领域十分广宽，主要用作建筑物和构筑物的基础，最适宜应用在基岩埋藏深、强风化岩层或风化残积土层厚的地质条件，在某些地区，取坚硬的粘土层、密实的砂层作管桩的持力层也是可行的。 但有一些地质条件是不宜使用的，设计时要特别注意，这些条件是：1孤石和障碍物多的地层不宜应用；2有坚硬隔层时不宜应用或慎用；3石灰岩地层不宜应用；4从松软突变到特别坚硬的地层不宜应用。 10.预制预应力混凝土管桩工地检验应检查哪些内容？答：预应力混凝土管桩工地检验应检查二部分内容，一是植桩前管桩质量检验；二是植桩后施工质量是否达到原设计要求的检验，同时也是设计质量的校