建筑结构习题：预应力混凝土构件习题及答案

第十章 预应力混凝土构件试题及答案

一、选择题（多项和单项选择）

1、预应力混凝土构件是在构件承受使用荷载之前，预先对构件（ A ）

A、受拉区施加压应力 B、受压区施加拉应力

C、受拉区施加拉应力 D、受压区施加压应力

2、下列叙述中，不是先张法与后张法预应力的区别的是（ D ）

A、二者施工工艺不同 B、 二者应用范围不同

C、二者对混凝土的要求不同 D、 二者预应力损失不同

3、预应力混凝土结构的优点是（ B C ）

A、提高了构件的强度 B、提高了构件的刚度

C、提高了构件的抗裂度 D、提高了构件的稳定性

4、预制构件的吊环应采用（ A ）级的钢筋制作。

A、HPB235 B、HRB335 C、HRB400 D、HRR400

二、判断题

1、先张法构件的控制应力允许值可略高于后张法构件。（对 ）

2、张拉控制应力在扣除全部预应力损失以后的剩余部分即为有效预应力。（对 ）

3、由于预应力的施加，构件的承载力和跨越能力得以很大提高。（错 ）

4、先张法构件温差损失σl3产生的原因是张拉钢筋与混凝土之间的温差。（错 ）

5、张拉控制应力σcon是指张拉力除以钢筋面积所得的值。（对）

三、简答题

1、为何钢筋混凝土构件采用高强度钢筋不合理，而预应力混凝土构件必须采用高强度材料？

答: 提高材料强度可以提高构件的承载力,从而达到节省材料和减轻构件自重的目的.但在普通钢筋混凝土构件中,提高钢筋强度却难以收到预期的效果.这是因为,对配置高强度钢筋的钢筋混凝土构件而言,承载力可能已不是控制条件,起控制作用的因素可能是裂缝宽度或构件的挠度.当钢筋应力达到 500~1000N/mm2时,裂缝宽度将很大,无法满足使用要求.因而,钢筋混凝土结构中采用高强度钢筋是不能充分发挥其作用的.而提高混凝土强度等级对提高构件的抗裂性能和控制裂缝宽度的作用也极其有限.

2、简述预应力混凝土的基本原理和特点？

答：预应力混凝土的基本原理：为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以设法在结构构件承受使用荷载前,预先对受拉区的混凝土施加压力,使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而将结构构件的拉应力控制在较小范围,甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展,从而提高构件的抗裂性能和刚度、

预应力混凝土的特点：

（1）构件的抗裂性能较好。

（2）构件的刚度较大。由于预应力混凝土能延迟裂缝的出现和开展,并且受弯构件要产生反拱,因而可以减小受弯构件在荷载作用下的挠度。

（3）构件的耐久性较好.由于预应力混凝土能使构件不出现裂缝或减小裂缝宽度,因而可以减少大气或侵蚀性介质对钢筋的侵蚀,从而延长构件的使用期限。

（4）工序较多,施工较复杂,且需要张拉设备和锚具等设施。

注意:预应力混凝土不能提高构件的承载能力，也就是说,当截面和材料相同时,预应力混凝土与普通钢筋混凝土受弯构件的承载能力相同,与受拉区钢筋是否施加预应力无关

3、施加预应力的方法有哪几种？各有何优．缺点？

答：按照张拉钢筋与浇筑混凝土的先后关系,施加预应力的方法可分为先张法和后张法两类。

（1）先张法:先张拉预应力钢筋,然后浇筑混凝土的施工方法,称为先张法。

张拉设备:主要工艺过程是:穿钢筋→张拉钢筋→浇筑混凝土并进行养护→切断钢筋。

主要优点:生产工艺简单,工序少,效率高,质量易于保证,同时由于省去了锚具和减少了预埋件,构件成本较低。

适用范围:主要用于工厂化大量生产,尤其适宜用于长线法生产中,小型构件。

（1）后张法:先浇筑混凝土,待混凝土硬化后,在构件上直接张拉预应力钢筋,这种施工方法称为后张法。

主要工艺过程:浇筑混凝土构件(在构件中预留孔道)并进行养护→穿预应力钢筋→张拉钢筋并用锚具锚固→往孔道内压力灌浆。

主要优点:预应力钢筋直接在构件上张拉,不需要张拉台座,所以后张法构件既可以在预制厂生产,也可在施工现场生产，大型构件在现场生产可以避免长途搬运,故我国大型预应力混凝土构件主要采用后张法。

　主要缺点:生产周期较长;需要利用工作锚锚固钢筋,钢材消耗较多,成本较高;工序多,操作较复杂,造价一般高于先张法.

4、什么是张拉控制应力？其取值原则是什么？

答：在张拉预应力钢筋时所达到的规定应力，称为张拉控制应力，用 σCOM 表示

张拉控制应力适当取高些是有利的，但不是越高越好。控制应力与预应力钢筋的强度设计值越接近时，构件的开裂弯矩与极限弯矩就越接近，构件延性就越差。

表10-1张拉控制应力限制

钢筋种类
 

张拉方法

先张法
 

后张法

消除应力钢丝．钢绞线
 

0.75fptk
 

0.75fptk

热处理钢筋
 

0.7fptk
 

0.65fptk

Fptk：预应力钢筋极限抗拉强度标准值，张拉控制应力值均不应小于0.4 fptk

5、什么是预应力损失？预应力损失分为哪几种？减少措施各有哪些？

答：预应力损失：由于张拉工艺和材料特性等原因，从张拉钢筋开始直到构件使用的整个过程中，经张拉所建立起来的钢筋预应力将逐渐降低，这种现象称为预应力损失。

预应力损失共有以下六种和减少措施：

1、张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失。

减少措施：

（1）选择变形小或预应力筋滑动小的锚具．夹具，并尽量减少垫板的数量；

（2）对于先张法张拉工艺，选择长的台座。台座长度超过100m时，可忽略不计。

2、预应力钢筋与孔道的摩擦引起的预应力损失。

减少措施：

（1）采用两端张拉；

（2）采用“超张拉”工艺。其工艺程序为：

停2min 停2min

0———— 1.1 σcon ———— 0.85 σcon———— σcon 。

3、混凝土加热养护时，预应力钢筋与台座间温差引起的预应力损失。

减少措施：

(1)蒸汽养护时采用两次升温养护，即第一次升温至20℃，恒温养护至混凝土强度达到7~10N/mm2 时，再第二次升温至规定养护温度。

(2)在钢模上张拉，将构件和钢模一起养护。此时，由于预应力钢筋和台座间不存在温差，故温差损失为0。

4、预应力钢筋应力松驰引起的预应力损失。

减少措施：

(1)采用应力松驰损失较小的钢筋作预应力钢筋；

(2)采用“超张拉”工艺。

5.混凝土收缩和徐变引起的预应力损失。

减少措施：

(1)设计时尽量使混凝土压应力不要过高；

(2)采用高强度等级水泥，以减少水泥用量，同时严格控制水灰比；

(3)采用级配良好的骨料，增加骨料用量，同时加强振捣，提高混凝土密实性；

(4)加强养护，使水泥水化作用充分，减少同的收缩。有条件时宜采用蒸汽养护。

6、环形构件采用螺旋预应力筋时局部挤压引起的预应力损失。

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