钢混第十章思考题答案

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1、钢混第十章思考题1、对构件施加预应力的作用是什么？为什么在预应力混凝土构件中可有效地利用高强钢 筋，而在普通钢筋混凝土构件中则不合适？、1）当构件承受外荷载后， 混凝土中将产生拉应力， 于是混凝土中事先已存在的预压应力 将全部或部分抵消荷载产生的拉应力，使结构构件在正常使用状态下，不出现裂缝或推 迟出现裂缝， 从而提高结构的抗裂性能， 扩大其使用领域。 2 ）提高混凝土强度等级对其 抗拉强度提高很少，对提高构件裂度和刚度的效果也很小。采用高强度钢筋可以节约钢 材，降低造价，但受到裂缝宽度的制约，不能满足正常使用极限状态的要求。预应力混 凝土可以利用钢筋部分抗压强度，使结构不出现或推迟出现裂缝，

2、有效利用高强钢筋。2、哪些构件和构件的哪些部位最适宜施加预应力？ 高层建筑的结构体系：框架结构、剪力墙结构、筒体结构；大跨度，大柱网多层多跨框 架结构；对抗裂要求高的混凝土结构。3、先张法和后张法预应力混凝土施工工艺的主要区别是什么？ 建立预应力的方法不同：先张法实在放松预应力钢筋时才对混凝土产生压缩，而后张法 实在张拉预应力的同时即对混凝土进行了预压。 先张法通过预应力钢筋与混凝土之间的 粘结对混凝土施加预压应力，预应力钢筋靠粘结应力自锚建立预应力，先张法的锚具只 起临时锚固作用，预应力钢丝放松后即可取下重复使用；后张法则是通过锚具对混凝土 施加预压应力，因此锚具是后张法构件的一部分，不能取

3、下使用。4、先张法和后张法都是通过张拉钢筋对混凝土施加预应力， 它们对混凝土传递预压应力的 方法有何不同？ 先张法通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结对混凝土施加预压应力， 预应力钢筋靠粘结 应力自锚建立预应力，先张法的锚具只起临时锚固作用，预应力钢丝放松后即可取下重 复使用；后张法则是通过锚具对混凝土施加预压应力， 因此锚具是后张法构件的一部分， 不能取下使用。5、对预应力混凝土结构所用的钢筋和混凝土各有什么要求？ 钢筋：高强度、与混凝土有足够的粘结强度、良好的加工性能、具有一定的塑性、低松 弛、耐腐蚀；混凝土：高强度、收缩和徐变少、快硬和早强、发展轻骨料混凝土，减轻 结构自重。6、什么是张拉控

4、制应力？为什么不能取值过高？ 张拉预应力钢筋时允许的最大张拉应力称为张拉控制应力；张拉控制应力越高，它与预 应力钢筋强度标准值的比值过大，构件出现裂缝时的荷载和极限荷载将十分接近，这使 构件破坏前缺乏足够的前兆，构件延性差；可能会使个别钢筋的应力超过其屈服强度， 产生永久变形或发生脆断；增加预应力钢筋的应力松弛损失；构件反拱值可能过大；对 张拉设备，机具和锚具等要求均较高，经济效益不好。7、施工时可以采取什么措施来减少预应力损失值？1）选择合适的锚具 ; 2）将台座整体放入养护室养护砼 ; 3）施工阶段无法减少，设计时可从 砼弹性模量上稍作考虑 ; 4）注意砼的养护。8、什么时钢筋的应力松弛？

5、它为什么会引起预应力的损失？ 钢筋在高应力下，具有随时间增长而产生塑性变形的性能。在钢筋长度保持不变的条件 下，钢筋应力会随时间的增长而降低，这种现象叫应力松弛。预应力筋张拉后固定在台 座或构件上时，都会引起应力松弛，引起预应力钢筋应力的降低。9、为什么混凝土的收缩和徐变会引起预应力的损失？计算此项损失值时， 应取用构件截面 哪一部位的混凝土预压应力值？ 混凝土的收缩使构件体积缩小，在预压力作用，混凝土沿受压方向还要产生徐变，亦使 构件的长度缩小，使预应力钢筋随之回缩，弓I起预应力的损失。受拉区和受压区预应力 钢筋在各自合力点处的混凝土法向压应力。10、预应力损失值如何分批？先张法和后张法的第

6、一批和第二批应力损失中各包括哪些项目？把混凝土预压前产生的损失称为第一批预应力损失，混凝土预压后产生的损失称为第二批预应力损失。组合先张法后张法第一批钢筋应力松弛，钢筋与台座间温差，钢筋与孔道壁间摩擦，锚具变形钢筋内缩钢筋与孔道壁间摩擦，锚具变形钢筋内缩第二批混凝土收缩、徐变混凝土收缩徐变，环形结构的预应力损失，钢筋应力松弛11、写出换算截面面积 A0和净截面面积An的计算式。什么情况下要采用 A0 ?什么情况下采用An ？12、先张法和后张法预应力混凝土轴心受拉构件在一下各阶段时，预应力钢筋和混凝土中的应力有何不同？为什么？写出它们的计算式：1）施工阶段当全部预应力损失值出现后；混凝土的预压

7、应力为预应力钢筋预拉应力与非预应力钢筋受压应力之差2）使用阶段当截面混凝土中预应力值为零后。混凝土中的拉应力为零， 预应力钢筋中还存在拉应力13、如果先张法和后张法轴心受拉构件采用相同的控制应力，并设预应力损失值也相同，试问当处于消压状态时，两种构件预应力钢筋中的应力是否相同？如果不同，说明其原因。不同：先张法相较于后张法，预应力钢筋的应力大，在完成第二批损失后，先张法总预 应力钢筋建立的有效预应力比后张法少了 aEP*3pc II14、预应力混凝土轴心受拉和受弯构件正截面的抗裂性能为什么都比非预应力混凝土 构件高？试计算加以分析说明。预应力混凝土构件刚度相比普通混凝土构件有所提高，所以在相同

8、荷载情况下，预应力 混凝土构件的变形小，延迟裂缝的产生。15、对后张法构件张拉端部的锚固区应作哪些验算？如何验算？张拉端部锚固区局部受压承载力验算：局部受压区截面尺寸的验算；局部受压承载力的 验算16、写出受弯构件正截面混凝土预压应力为零时，预应力和非预应力钢筋合力N及其偏心距e的计算式。17、对先张法和后张法构件， 当受拉区钢筋Ap合力点处的混凝土预压应力为零时， Ap 中应力的计算式有何不同？18、在受弯构件截面受压区配置预应力钢筋Ap的作用时什么？ 它对正截面受弯承载力和抗裂度有何影响？试分别写出先张法和后张法受弯构件达到承载力极限状态时，Ap中应力的计算式。在构件没有使用之前不存在受拉

9、受压区，当你在构件一端施加了预应力后就相当于在一端施加了偏心的轴力，那么另一端的混凝土就会受拉，这样容易使另一端的混凝土开裂， 还有运输阶段万一放反了那么下端的混凝土更容易开裂，所以在受压区也施加一定的预应力。19、如何确定预应力混凝土受弯构件的相对界限受压区的高度？对配置无屈服点的预应力筋，根据条件屈服定义，考虑残余残应变；再考虑钢筋的预拉 应变。根据有屈服点的钢筋混凝土构件相对受压区高度公式修改得。20、写出预应力混凝土受弯构件正截面抗裂度验算时，对一级和二级抗裂要求的验算式21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、预应力混凝土受弯构件斜截面受剪承载力与非预应

10、力构件有何不同，为什么？ 预应力混凝土受弯构件比非预应力构件有较高得斜截面受剪承载力， 主要由于受拉区混 凝土中预压应力得作用，延缓和抑制了斜裂缝得开展，增大了剪压区高度，以及加大了 斜裂缝之间骨料得咬合力。工字形截面预应力混凝土梁在斜截面抗裂度验算时， 如何取用验算截面和验算点的 位置 ？写出验算公式。什么是预应力钢筋的自锚？什么是预应力钢筋的预应力传递长度？ 指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础中的直线及弯折部份。端部通过锚 碇固定在地基，增加钢筋端部锚固力的一种办法。从钢筋应力为零的端面到钢筋应力为 的截面之间的可以传递粘结应力的长度。先张法构件施工时为什么要注意预应力钢筋的放松问

11、题？ 它对预应力传递长度有 什么影响？ 预应力筋放张过程是预应力的传递过程， 是先张法构件能否获得良好质量的一个重要环 节。预应力混凝土受弯构件的变形为什么比非预应力构件的变形小？ 简述其计算方法 预应力构件因为施加了预应力，提高了构件的抗裂性能，在设计荷载作用下，受拉区不 会出现裂缝，提高了构件的抗弯刚度计算由外荷载产生的挠度和由预应力产生的反拱时， 是否采用相同的截面抗弯刚度？ 相同： 在施加预应力阶段， 构件基本上按弹性体工作， 故截面刚度可按弹性刚度 EcI0 确 定。允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件在计算裂缝宽度时， 应对预应力构件的裂缝 宽度计算公式作哪些修正？为什么要对预应力混

12、凝土受弯构件进行施工阶段的验算？ 写出其验算公式 预应力混凝土受弯构件在张拉 （放松）、运输、 吊装等施工阶段的受力状态和构件在使用 阶段的受力状态不同。为了确保预应力混凝土结构构件在施工阶段的安全，除应进行施 工阶段承载能力极限状态的验算外，还要针对施工阶段的不同情况，对构件截面边缘的 混凝土法向应力进行验算。什么是预应力引起的等效荷载 预应力筋对梁的作用可用一组等效荷载来代替。 这种等效荷载一般由两部分组成： 1）在 结构锚固区引入的压力和某些集中弯矩2 ）由预应力筋曲率引起的垂直于束中心线的横向分布力，或转折引起的集中力。荷载平衡法的基本原理是什么，它对连续结构设计带来哪些方便 预应力的

13、作用用等效荷载代替， 且等效荷载的分布形式可设计为与外荷载的分布形式相 同。这样可使梁上一部分以至于全部的外荷载被预加力产生的反向荷载抵消。荷载平衡 后，可由平衡荷载推求所需的 Np和矢高f。该法简化了对预应力梁的分析，避开了次弯矩的问题。什么是部分预应力混凝土？有何特点？ 适当降低施加的预应力或采用混合配筋方法，即仅对一部分高强度钢筋施加预应力，另 一部分非预应力钢筋配筋1）减少了张拉工作量和张拉费用， 节约锚具 2）节约了部分预应力钢筋，经济合理得利 用了部分非预应力钢筋 3）能控制不希望的反拱值 4）合理控制裂缝，非预应力钢筋可 以分散裂缝并约束其宽度，允许出现某一允许宽度的裂缝5）提高

14、了结构的延性，改善了全预应力混凝土破坏时的脆性。什么是无粘结预应力混凝土？有何特点？在预应力钢筋表面涂上润滑防锈材料， 像普通钢筋按要求位置直接放入模板中浇灌混凝 土，待混凝土达到要求的强度后便可张拉钢筋。 由于预应力钢筋和混凝土之间没有粘结， 故称无粘结预应力混凝土。减小张拉时的摩擦力，并对预应力钢筋起防锈作用33、无粘结部分预应力混凝土与纯无粘结预应力混凝土相比有什么特点？1）无粘结部分预应力混凝土梁开裂后的性能与相应有粘结预应力混凝土的梁相似，具 有梁的受力性能； 2）无粘结部分预应力混凝土的荷载 - 挠度曲线仍具有三折线形式，纯 无粘结预应力混凝土无第三阶段， 第二阶段无明显直线段； 3）无粘结部分预应力混凝土 由于收到非预应力有粘结钢筋的约束， 裂缝条数和间距均与普通钢筋混凝土梁十分接近， 改变了纯无粘结预应力混凝土梁只出现一条或少数几条裂缝的情况； 4 ）无粘结部分预 应力混凝土梁裂缝分布较为均匀， 使受压区混凝土在接近极限荷载时压应变的分布比较 均匀；5 ）混合配筋梁的无粘结预应力筋虽仍具有和纯无粘结预应力筋相似的特点，但其极限应力值要比纯无粘结梁中无粘结预应力筋的应力值高，且与梁的高跨比有关。无粘 结部分预应力混凝土在适筋破坏时，非预应力钢筋均能达到其抗拉屈服强度，并对无粘 结预应力钢筋极限应力的提高有明显作用。