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1、第 9 章 预应力混凝土构件1何为预应力？预应力混凝土结构的优缺点是什么？答：1、预应力：在结构构件使用前，通过先张法或后张法预先对构件混凝土施加的压应力。2、优点：（1）、抗裂性好，刚度大，耐久性好；（2）、节省材料，减轻自重；（3）、提高构件抗剪能力，抗疲劳能力以及提高构件稳定性；（4）、充分利用高强度材料；（5）、扩大构件的应用范围；3、缺点：构件的施工、计算及构造较复杂，且延性较差。2为什么预应力混凝土构件所选用的材料都要求有较高的强度？答：1、要求混凝土强度高。因为先张法构件要求提高钢筋与混凝土之间的粘结应力，后张法构件要求具有足够的锚固端的局部受压承载力。2、要求钢筋强度高。因为张
2、拉控制应力较高，同时考虑到为减小各构件的预应力损失。3什么是张拉控制应力？为何先张法的张拉控制应力略高于后张法？在条件相同的情况下后张法和先张法哪个建立的有效预应力大？答：1、张拉控制应力：是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。2、因为先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，预应力钢筋中建立的拉应力就是控制应力。放张预应力钢筋后构件产生回缩而引起预应力损失；而后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，张拉时构件被压缩，张拉设备千斤顶所示的张拉控制应力为已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力，所以先张法的张拉控制应力略高于后张法。后张法建立的有效预应力大（换算截面面积 A。比截面净面积 An 大，
3、所以先张法的 pcII 小）4预应力损失包括哪些？如何减少各项预应力损失值？不同张拉方式如何选择？答：预应力损失包括：1、锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失。可通过选择变形小锚具或增加台座长度、少用垫板等措施减小该项预应力损失；2、预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失。可通过两端张拉或超张拉减小该项预应力损失；3、预应力钢筋与承受拉力设备之间的温度差引起的预应力损失。可通过二次升温措施减小该项预应力损失；4、预应力钢筋松弛引起的预应力损失。可通过超张拉减小该项预应力损失；5、混凝土收缩、徐变引起的预应力损失。可通过减小水泥用量、降低水灰比、保证密实性、加强养互等措施减小该项预应力损失；
4、6、螺旋式预应力钢筋构件，由于混凝土局部受挤压引起的预应力损失。为减小该损失可适当增大构件直径。预应力损失组合：混凝土预压前第一批损失：l1+l2+ l3+l4（先张法）l1+ l2（后张法）；预压后第二批损失：l5（先张发）、l4+ l5+ l6（后张法）；规范规定，当计算求得的预应力总损失值小于下列数值取用，先张法构件：80N/mm 2，后张法构件：100N/mm 2。5预应力轴心受拉构件，在施工阶段计算预加应力产生的混凝土法向应力时，为什么先张法构件用 A。，而后张法用 An？荷载作用阶段时都采用 A。？先张法和后张法的 A。、An 如何计算？答：因为在施工阶段，先张法构件放松预应力钢筋
5、时，由于粘结应力的作用使混凝土、预应力钢筋和非预应力钢筋共同工作，变形协调，所以采用换算截面 A。，且 A。=Ac+ esAs+epAp；而后张法构件，构件中混凝土和非预应力钢筋共同工作良好，而与预应力钢筋较差，且预应力是通过锚具传递，所以采用净截面 An，且 An=A。epAp6如采用相同的控制应力 con，相同的预应力损失值，当加载至混凝土预压应力 pc 为零时，先张法和后张法两种构件中预应力钢筋的应力 p 是否相同，哪个大？答：当 pc 为零时，由于先张法预应力钢筋的应力 p 为 p=con-l后张法构件应力钢筋的应力 p 为 con-l+eppcII比较发现，二者不同，在给定条件下，后
6、张法中预应力钢筋中应力大一些。7预应力轴心受拉构件的裂缝宽度计算公式中，为什么钢筋的应力sk=(Nk-Np。)/(Ap+As)？答：因为 sk=(Nk-Np。)/(Ap+As)为等效钢筋应力，根据钢筋合力点处混凝土预压应力被抵消后的钢筋中的应力来确定。8后张法预应力混凝土构件，为什么要控制局部受压区的截面尺寸，并需在锚具处配置间接钢筋？在确定 l 时，为什么 Ab 和 Al 不扣除孔道面积？局部验算和预应力作用下的轴压验算有何不同？答：1、在后张法构件中，在端部控制局部尺寸和配置间接钢筋是为了防止局部混凝土受压开裂和破坏。2、在确定 l 时，Ab 和 Al 不扣除孔道面积是因为二者为同心面积，
7、所包含的孔道为同一孔道。3、两者的不同在于，局部验算是保证端部的受压承载能力，未受载面积对于局部受载面积有约束作用，从而可以间接的提高混凝土的抗压强度；而轴压验算是保证整个构件的强度和稳定。9对受弯构件的纵向受拉钢筋施加预应力后，是否能提高正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力，为什么？答：对正截面受弯承载力影响不明显。因为预应力可以提高抗裂度和刚度。破坏时，预应力已经抵消掉，与非预应力钢筋混凝土受弯构件破坏特性相似。首先达到屈服，然后受压区混凝土受压边缘应变到达极限应变而破坏。提高斜截面受剪承载力，因为预应力钢筋有约束斜裂缝开展的作用，增加了混凝土剪压区高度，从而提高了混凝土剪压区所承担的剪力。
8、10预应力混凝土受弯构件正截面的界限相对受压区高度与钢筋混凝土受弯构件正截面的界限相对受压区高度是否相同？答：通过比较可知，两者的正截面的界限相对受压区高度是不同的。预应力混凝土受弯构件的界限相对受压区高度与预应力钢筋强度、混凝土压应力为零时的应力有关。11预应力混凝土构件为什么要进行施工阶段的验算？预应力轴心受拉构件在施工阶段的正截面承载力验算、抗裂度验算与预应力混凝土受弯构件相比较，有何区别？答：1、预应力混凝土构件在施工阶段，由于施加预应力，构件必须满足其承载和抗裂的要求，所以施工阶段需要验算。2、两者的区别为受弯构件受压区混凝土压应力需要满足承载力、抗裂度要求之外，受拉区混凝土拉应力也
9、需要满足相应要求。12预应力混凝土受弯构件的变形是如何进行计算的？与钢筋混凝土受弯构件的变形相比有何异同？答：预应力混凝土受弯构件的挠度包括两部分：一部分为预加应力产生的反拱；一部分为荷载产生的挠度。荷载作用产生的挠度计算与钢筋混凝土受弯构件相似。13公路预应力桥梁的预应力损失如何估算？与建筑结构预应力梁的预应力损失有何异同？答：公路预应力桥梁的预应力损失可按公路桥规进行估算。与建筑结构预应力梁的预应力损失比较，损失的种类相似，但有些损失计算方法有较大区别，如混凝土收缩、徐变引起的预应力损失。14预应力混凝土的张拉控制应力 con 为何不能取的太高？答：如果张拉控制应力 con 取得太高，则可
10、能引起构件的某些部位开裂或端部混凝土局部压坏、构件的延性降低或产生较大塑性变形。15、预应力混凝土分几类？它们是如何定义的？根据制作、设计和施工特点，预应力可以分为以下几类：1、先张法和后张法；先张法是制作预应力混凝土构件时，先张拉预应力钢筋后浇灌混凝土的一种方法；而后张法是先浇灌混凝土，待混凝土达到规定强度后再张拉预应力钢筋的一种预加应力方法；2、全预应力和部分预应力；全预应力是在使用荷载作用下，构件截面混凝土不出现拉应力，即全截面受压；部分预应力是在使用荷载作用下，构件截面混凝土允许出现拉应力或开裂，即只有部分截面受压；3、有粘结预应力与无粘结预应力；有粘结预应力是指沿预应力筋全长其周围均
11、与混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构，无粘结预应力，是指预应力筋伸缩、滑动自由，不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。16、对构件施加预应力的主要目的是什么？可以部分或全部抵消外荷载产生的拉应力，因可推迟甚至避免裂缝出现。先张法构件中，预应力钢筋和非预应力钢筋与砼协调变形的起点均为预压前，此时pe= con-l1; pc 和 s 均为零。17、传递长度和锚固长度的区别？先张法构件端部的预应力传递长度 ltr 和预应力钢筋的锚固长度 la 是两个不同的概念，前者是指从预应力钢筋应力为零的端部到应力为 pe 的这一段长度 ltr，在正常使用阶段，对先张法构件端部进行抗裂验算时，应考虑 ltr
12、 内实际应力值的变化；而后者是当构件在外荷载作用下达到承载力极限状态时，预应力钢筋的应力达到抗拉强度设计值 fpy，为了使预应力钢筋不致被拔出，预应力钢筋从端部的零到 fpy 的这一段长度la。18、预应力施加方法？各种方法的应用场合和传递预应力的方式？1、先张法，适用于在预制厂大批中小型构件，如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等，通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力；2、后张法，适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁，依靠其两端的锚具锚柱预应力钢筋并传递预应力。19、预应力混凝土轴心受拉构件各阶段的应力是如何变化的？1、施工阶段。（1）、放松预应力钢筋，压缩混凝土
13、（完成第一批预应力损失），带砼强度达到 75%fcu，k 以上时，放松预应力钢筋，砼才开始受压，即产生pcI=（con-lI）Ap/A。；当完成第二批预应力损失 lII=l5 完成后，此时l=lI+lII，因预应力钢筋的拉应力降低，导致砼的预压力下降至pcII=（con-l）Ap-l5As/A。；2、使用阶段，加荷至混凝土预压力被抵消时，产生轴向拉力为 N。=pcIIA。 ，相应的预应力钢筋的有效预应力为 p。，当继续加荷至砼即将开裂，拉应力达到砼抗拉强度标准值 ftk 时，构件截面即将开裂，相应的轴向拉力为 Ncr=（pcII+ftk）/A。 ,加荷直至构件破坏时，产生的为Nu=fpyAp+fyAs
