1、思考題10-1 什么是預應力混凝土結構？答：預應力 5 混凝土是根據(jù)需要人為地引入某一分布與數(shù)值的內應力，用以全部或部分抵消外荷載應力的一種加筋混凝土。10-2 預應力混凝土結構的優(yōu)點是什么？為什么預應力混凝土結構中必須使用較高強度等級 的混凝土和較高強度的鋼筋作為預應力鋼筋？ 答：優(yōu)點： 1、改善結構使用性能；2、減小構件截面高度，減輕自重；3、充分利用高強鋼材；4、具有良好的裂縫閉合性能與變形恢復性能；5、提高抗剪承載力；6、提高抗疲勞強度；7、具有良好的經(jīng)濟性。采用高強混凝土配合采用高強度鋼筋可以有效地減小構件的截面尺寸和減輕自重， 可以 獲得較高的理想的有效預壓應力， 提高構件的抗裂能

2、力。 對于先張法構件， 隨混凝土強度等 級的提高可增大混凝土的粘結強度。 對后張法構件， 采用高強度混凝土， 可承受構件端部強 大的預壓力。10-3 什么叫全預應力混凝土結構？什么叫部分預應力混凝土結構？什么叫預應力度？ 答：全預應力：在全部荷載最不利組合作用下，混凝土不出現(xiàn)拉應力。部分預應力： 在全部荷載最不利組合作用下， 構件預壓區(qū)混凝土正截面的拉應力不超過規(guī)定 的容許值，或允許超過規(guī)定的限值，但當裂縫出現(xiàn)時，其寬度不超過容許值。 預應力度指消壓彎矩與使用荷載標準組合作用下控制截面的彎矩之比。10-4 什么叫先張法預應力混凝土結構和后張法混凝土結構？先張法： 在臺座或鋼模上張拉預應力筋至預

3、定值并作臨時固定； 然后澆灌混凝土， 待混凝土 達到一定強度后， 切斷預應力筋， 其在回縮時對混凝土施加預應力。 預應力的傳遞主要靠預 應力筋與混凝土間的握裹力，有時也補充設置特殊的錨具。后張法： 先澆灌構件并在混凝土中預留孔道， 待混凝土達到一定的強度后， 在孔道內穿筋和 安裝張拉設備； 張拉預應力筋同時擠壓混凝土； 張拉完畢后將張拉端預應力筋用工作錨具錨 緊，然后往孔道內壓力灌漿。后張法預應力靠設置在構件兩端的錨具裝置獲得。10-5 各種錨具的傳力方法是什么？ 答：螺絲短桿錨具， 幫條錨具： 張拉端的螺絲端桿連在張拉設備上，張拉后預應力鋼筋通過 螺帽和鋼墊板將預應力傳到構件上。夾片式錨具：

4、 每個錨板上設有錐形的孔洞， 夾持鋼絞線的夾片按楔塊作用的原理， 在鋼絞線 回縮過程中將其拉緊，從而達到錨固的目的。錐形錨塞錨具： 張拉時， 需用專門的雙作用千斤頂，在張拉鋼絲束的同時， 將錨塞壓入錨環(huán) 頂緊，使鋼絲夾緊在錨環(huán)和錨塞之間，依靠摩阻力錨固。鋼絲束墩頭錨具： 這種錨具由被鐓粗的鋼絲頭、 錨杯或錨板和螺母組成， 借鐓粗頭將許多單 根鋼絲錨定在錨杯或錨板上，組合成束。張拉后依靠螺帽把整個預應力束錨固在結構上。10-6對預應力混凝土結構所用材料的要求是什么？ 答：混凝土：強度高，收縮、徐變小，快硬、早強。要求與混凝土之間有良好的粘預應力筋：高強，有一定的塑形，對先張法構件的預應力筋, 結

5、性能。10-7張拉控制允許應力值與哪些因素有關，為什么? 答：與構件極限荷載、鋼絲塑形、材質有關。10-8預應力混凝土結構中，有哪幾種預應力損失，如何計算？如何降低這些損失？答：1.直線預應力筋由于錨具變形和預應力筋內縮引起的預應力損失“檸訊即"1。可按下列公式計算：aWi二嚴減少此項損失的措施有：（1）選擇變形小或使預應力筋內縮小的錨具、夾具，盡量少用墊板；（2）增加臺座長度。2預應力筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失i瞰於遨伽家。可按下式計算：減少此項損失的措施有：1叫2 =無on ° 一護x你）（1）對于較長的構件可在兩端進行張拉，則計算中孔道長度可按構件的一半長度

6、計算；（2）采用超張拉。3混凝土加熱養(yǎng)護時，受張拉的預應力筋與承受拉力的設備之間溫差引起的預應力損失<?:,:'譏空二卅r。可按下式計算：aI3 = O.OOOOlEjjAt減少此項損失的措施有：（1）采用兩次升溫養(yǎng)護；（2）鋼模上張拉預應力筋。4預應力筋應力松弛引起的預應力損失氓成邂譙浪逬。可按下式計算：預應力螺紋鋼筋：一次張拉：；-u.超張拉：:沁 LOlq 丁，普通松弛預應力鋼絲、鋼絞線、中強度預應力鋼絲：叫=0A申（護網(wǎng)超張拉：世匚：心低松弛預應力鋼絲、鋼絞線、中強度預應力鋼絲:當皿曲紬時°句朗當應臨跟益沁龐紐時如=0.敬筍臨珀Aptfit減少此項損失的措施有：

7、（1）進行超張拉；（2）防止初應力過大。5. 混凝土收縮、徐變引起受拉區(qū)和受壓區(qū)預應力筋的預應力損失算：先張法:60 十 340-rT.J 巾=1 + 15p州，十60 4-340%= IF"后張法:55 十 300t55 + 3COt-%= IF"減少此項損失的措施有：（1）采用高標號水泥，減少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土;（2）采用級配較好的骨料，加強振搗，提高混凝土的密實性；（3）加強養(yǎng)護，以減少混凝土的收縮。6. 用螺旋式預應力筋作配筋的環(huán)形構件，由于混凝土的局部擠壓引起的預應力損失訂*m計買可按下列規(guī)定取值:當冷“屈匕竈卿細訂'用當二：工二時，J

8、” .;10-9什么叫做預應力傳遞長度 ？如何進行后張法預應力混凝土構件端部區(qū)的局部受壓驗算 答：在埋有預應力鋼筋的混凝土構件中，預應力鋼筋需要經(jīng)過一定的長度才能建立起穩(wěn)定的預拉應力pe,此長度ltr稱為預應力傳遞長度；可以按第九章局部受壓承載力的情況進行計算。，消壓狀10-10試畫出先張法，后張法預應力混凝土軸拉構件的內力自平衡體系的截面內力圖 態(tài),臨界開裂狀態(tài)，抗拉極限狀態(tài)下的截面應力圖答：先張法：圖10.1截面內力平衡圖圖10.2消壓狀態(tài)下截面應力圖圖10.3臨界開裂狀態(tài)下截面應力圖圖10.4臨近破壞狀態(tài)下截面受力示意圖后張法:圖10.6消壓狀態(tài)下截面應力圖圖10.7臨界開裂狀態(tài)下截面應

9、力圖圖10.8臨近破壞狀態(tài)下截面受力示意圖10-11 一般情況下，在受彎構件中預應力筋應設置在什么部位？用簡圖畫出簡支，簡支外伸和一兩跨連續(xù)的預應力混凝土梁的預應力筋設置的部位圖答：在受彎構件中預應力筋應設置在在使用荷載作用下混凝土產(chǎn)生拉應力的區(qū)域。(1 )簡支梁：圖10.9簡支梁預應力筋設置的部位圖(2)簡支外伸梁:圖10.10簡支外伸梁預應力筋設置的部位圖(3) 兩跨連續(xù)梁：，受拉邊10-12試畫出先張法，后張法預應力混凝土受彎構件的內力自平衡體系的截面內力圖 緣混凝土應力為零狀態(tài)，臨界開裂狀態(tài)，抗彎極限狀態(tài)下的截面應力圖答：先張法：圖10.12截面內力平衡圖側眸敎麻.用中力眾喪曄直點嚴疔

10、 l*i fl 4 汕 4，鬼叵»直»律*的和喇)CJ冷蚌呼樹u和價2力布用I：的圖10.13消壓狀態(tài)下截面應力圖 WWiL flwibh B.M 斡卉* 甘忡H|宇* < I l i 彈*I* % 丸權諱九幡用AL老卜戟毎.常晝斛専*圖10.14臨界開裂狀態(tài)下截面應力圖圖10.15臨近破壞狀態(tài)下截面受力示意圖后張法:圖10.16截面內力平衡圖應力IS圖10.18消壓狀態(tài)下截面應力圖g叫網(wǎng)力抽餐M或J就直內力謝AfL1fi用下. 住）轉幷時卻村？*曲作用下*圖10.19臨界開裂狀態(tài)下截面應力圖 加載至破壞階段的情形與先張法預應力混凝土受彎構件相同。10-13預應力混凝

11、土受彎構件的界限相對受壓區(qū)高度計算公式的推導過程與普通鋼筋混凝土受彎構件的界限相對受壓區(qū)高度計算公式推導過程的不同點是什么？答：相對受壓區(qū)高度指當受拉鋼筋達到屈服時，受壓區(qū)混凝土同時被破壞.對于普通鋼筋混凝土，受拉鋼筋經(jīng)歷由0至fy的過程，而對于預應力鋼筋混凝土 ，受拉鋼筋經(jīng)歷由0至fpy的過程，所以對于預應力混凝土py(Epcu10-14為什么預應力混凝土結構的抗剪能力比普通鋼筋混凝土梁的抗剪能力高？答：主要在于預應力的作用阻礙了斜裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，增加了混凝土剪壓區(qū)高度，從而提高了混凝土剪壓區(qū)所承擔的剪力10-15在預應力混凝土受彎構件中，為什么要進行斜截面抗裂度驗算？具體步驟是什么？答：

12、預應力混凝土受拉構件在彎矩和剪力共同作用下，可能由于主拉應力達到混凝土的抗拉強度而形成斜裂縫，所以需要進行驗算具體步驟為先計算受彎構件主應力，然后與混凝土強度作相應對比即可。10-16預應力混凝土結構的構造措施與普通混凝土結構的構造措施的主要異同點是什么？答：由于預應力混凝土的復雜性，對于先張法預應力混凝土，對鋼筋間距，厚度，端部構造及放張工藝均有不同于普通混凝土的要求，對于后張法預應力混凝土，對預留孔道尺寸，構件端部形狀，配筋及加強端部的措施均有特定的要求練習題10-1先張法預應力軸心受拉桿件，截面尺寸 二上.：.：1 -，混凝土 C40,已配置沁陀；預應力筋，張拉控制應力f%沁一二疋能吧軌

13、陝？；陰麗7】工*曲釦屁用，無非預應力筋，第I批預 應力損失盹y ：卅伽聞譏第n批預應力損失 嘔:廠、譌住你獗；試計算：(1 )施工時混凝(3 )使用荷載加至多土的預應力二；(2)使用荷載加至多少時使混凝土的法向壓應力為零;少時構件即將出現(xiàn)裂縫；(4)構件的極限承載能力是多少？解：(1 )混凝土為C40，鋼筋為.故 H、1小廠汽匚 3 25 - . 所以切=3生:工,一 1見，=壯0翻.1警說*故知%-一（2）7.住一偏懇（3）查表知：.-；'/ “H士cr 竹 7 珂ZT十 ”J!卩齊）九 + 虛（A 勺?） 57744Aflf（4）碣沁!_10-2已知預應力混凝土軸心受拉構件，用后

14、張法預加預應力，截面尺寸'：.一 U 二二一 '_:' j ：._，已配非預應力鋼筋 4?12，構件長為21m，混凝土為C40,預應力鋼筋采用.，采用螺絲端桿錨具，當混凝土強度達到設計強度時張拉預應力鋼筋，超張拉，一端張拉，孔道直徑為？?50,充壓橡皮管抽芯成型，承受軸向拉力N=700kN。求：（1）預應力筋數(shù)量；（2）校核施工階段混凝土抗壓能力；（3）驗算施工階段錨固區(qū)局部承壓能力。解：（1）.-I - ：查表得' mi :門莊= 751Tnm2選用.駅沁伽閘M(2)=心申=6.15AnAc + 50505mFn7如=毎 + GEpp =施工階段驗算：采用超張

15、拉5%,取心"-兀心、時門心，故最大張拉應力為:% = 1 仍 = 590940W截面上混凝土壓應力為：=11.7nN；mm2 < 0.8' =滿足晏求(3)錨具下局部受壓驗算設螺絲端桿錨具的直徑為100mm，錨具下墊板厚 20mm ,局部受壓面積可按壓力從錨具邊緣墊板中按45度擴散的面積計算，以一近似矩形面積代替圓面積。= 62500mm3, ft = 才=1.786一 匚血熱-675360WAIa 一 17637mrn?F如 一 09焉時芒s - 541400jV < 丹一 6753605'故局部受壓不滿足，局部會被壓壞。10-3有一后張法預應力混凝土

16、梁，采用直線配筋，截面為I形，不考慮非預應力筋的存在，假定上 下預應力筋同時張拉，求張拉時該截面不出現(xiàn)拉應力的上部預應力鋼筋截面面積的表達式.解：根據(jù)題意得，peconApe pe0c ， pe concpe Ap y pp，hp為形心至截面上邊緣的距離其中，Ao, I o為換算截面的截面積和慣性矩化簡，得Apppy'p)10-4一先張法預應力混凝土受彎構件,截面尺寸b h 150mm300mm.已知:承載受彎矩M10kN m ,已配有預應力筋(僅在受拉區(qū))3hm9 ,張拉控制應力con°7 f ptk , f ptk21270N/mm2 :2，預應力損失i1 10.5N / mm ，l30，l 4219N /mm2，2l5 53N / mm，混凝土 C40要求進行：(1)承載能力驗算；(2)放松鋼筋時(此時混凝土的強度已達到設計強度的85%)的施工驗算解:根據(jù)題意得，h0265mm, f19.1N/mm2, ft 1.71N / mm22(1)f py 900N / mm , Ap3*3 1422*92190.8mm2,40.3430.0048,min0.450.0009,f pymaxaib0.007py受拉鋼筋可屈服a/cbx fpyApMufpyAp (h0 x/2)解之得，Mu 40.36kNMu M 10kN m,滿足承載力要求