1、第10章預應力混凝土構件習題答案第10章預應力混凝土構件選擇題1 .混凝土結構設計標準規定，預應力混凝土構件的混凝土強度等級不應低于B。A. C20;B. C30;C. C35;D. C40;2 .預應力混凝土先張法構件中，混凝土預壓前第一批預應力損失i應為CA.1112；B.111213C.11121314D.12131415第1頁共9頁113 .以下哪種方法可以減少預應力直線鋼筋由于錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失11A.B.C.D.兩次升溫法；采用超張拉；增加臺座長度;采用兩端張拉;4 .對于鋼筋應力松弛引起的預應力的損失，下面說法錯誤的選項是:A.應力松弛與時間有關系；B.應力松弛與

2、鋼筋品種有關系；C.應力松弛與張拉控制應力的大小有關，張拉控制應力越大，松弛越小；D.進行超張拉可以減少，應力松弛引起的預應力損失；5 .其他條件相同時，預應力混凝土構件的延性比普通混凝土構件的延性CA.相同；B.大些；C.小些；D.大很多；6 .全預應力混凝土構件在使用條件下，構件截面混凝土A。A.不出現拉應力；B.允許出現拉應力；C.不出現壓應力；D.允許出現壓應力；7 .混凝土結構設計標準規定，當采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋做預應力鋼筋時，混凝土強度等級不應低于D。A. C20;B. C30;C. C35;D. C40;8 .標準規定，預應力鋼筋的張拉控制應力不宜超過規定的張拉控制應力限

3、值，且不應小于B。A. 0.3fptk；B. 0.4fptk；C. 0.5fptk；D. 0.6fptk；9 .預應力混凝土后張法構件中，混凝土預壓前第一批預應力損失l應為AA. lll2；B. 111213；C. 11121314；D.1i12131415，10 .先張法預應力混凝土構件，預應力總損失值不應小于2100N/mm。2、11 .后張法頂應力混僦土構件，頂應力總損失值不應小于80N/mm12 .預應力軸心受拉構件,A。A-PCA0；B-pcA0；C.PCAn；D.pcAn；加載至混凝土預應力被抵消時,此時外荷載產生的軸向力為1 .在澆灌混凝土之前張拉鋼筋的方法稱為先張法。V2 .預

4、應力混凝土結構可以防止構件裂縫的過早出現。V:3 .預應力混凝土構件制作后可以取下重復使用的稱為錨具。X4 .刈張拉控制應力確實定是越大越好。X5 .預應力鋼筋應力松弛與張拉控制應力的大小有關，張拉控制應力越大，松弛越小;X6 .混凝土預壓前發生的預應力損失稱為第一批預應力損失組合。V7 .張拉控制應力只與張拉方法由關系；X問答題1 .何為預應力？預應力混凝土結構的優缺點是什么？答：預應力：在結構構件使用前，通過先張法或后張法預先對構件混凝土施加的壓應力。優點：提高構件的抗裂性、剛度及抗滲性，能夠充分發揮材料的性能，節約鋼材。缺點：構件的施工、計算及構造較復雜，且延性較差。2 .為什么預應力混

5、凝土構件所選用的材料都要求有較高的強度？答：要求混凝土強度高。因為先張法構件要求提高鋼筋與混凝土之間的粘結應力，后張法構件要求具有足夠的錨固端的局部受壓承載力。要求鋼筋強度高。因為張拉控制應力較高，同時考慮到為減小各構件的預應力損失。3 .什么是張拉控制應力？為何先張法的張拉控制應力略高于后張法？答：張拉控制應力：是指預應力鋼筋在進行張拉時所控制到達的最大應力值。因為先張法是在澆灌混凝土之前在臺座上張拉鋼筋，預應力鋼筋中建立的拉應力就是控制應力。放張預應力鋼筋后構件產生回縮而引起預應力損失；而后張法是在混凝土構件上張拉鋼筋，張拉時構件被壓縮，張拉設備千斤頂所示的張拉控制應力為已扣除混凝土彈性壓

6、縮后的鋼筋應力，所以先張法的張拉控制應力略高于后張法。4 .預應力損失包括哪些？如何減少各項預應力損失值？答：預應力損失包括：錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失。可通過選擇變形小錨具或增加臺座長度、少用墊板等措施減小該項預應力損失；預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失。可通過兩端張拉或超張拉減小該項預應力損失；預應力鋼筋與承受拉力設備之間的溫度差引起的預應力損失。可通過二次升溫措施減小該項預應力損失；預應力鋼筋松弛引起的預應力損失。可通過超張拉減小該項預應力損失；混凝土收縮、徐變引起的預應力損失。可通過減小水泥用量、降低水灰比、保證密實性、加強養互等措施減小該項預應力損失；螺旋式預應力

7、鋼筋構件，由于混凝土局部受擠壓引起的預應力損失。為減小該損失可適當增大構件直徑。5 .預應力損失值為什么要分第一批和第二批損失？先張法和后張法各項預應力損失是怎樣組合的？答：應為六種預應力損失并非同時存在，有的只發生在先張法構件，有的只發生在后張法構件。此外，有的只發生在混凝土預壓前，有的發生在混凝土預壓后，所以應將其分為第一批和第二批損失。預應力損失的組合如下表。預應力損失值的組合先張法構件后張法構件混凝土預壓前第一批損失111213141112混凝土預壓后第二批損失151415166 .試述先張法和后張法預應力軸心受拉構件在施工階段、荷載作用階段各自的應力變化過程及相應應力值的計算公式。答

8、：先張法構件：施工階段：從張拉預應力鋼筋到放松預應力鋼筋，最終完成第二批預應力損失后，混凝土中的有效預應力為pcconlAp15AsA0AcEsAsEpAp使用階段：從混凝土壓應力變為零并經過構件開裂，最終到達破壞時的極限拉應力為NufpyApfyAs1Ap15AsAn后張法構件：施工階段：在完成第一批和第二批預應力損失后，混凝土的壓應力為pccon1Ap15AsconAcEsAs使用階段：由混凝土壓應力變為零經過構件開裂到構件破壞，極限軸向拉力為fApypfyAs7 .預應力軸心受拉構件，在施工階段計算預加應力產生的混凝土法向應力時，為什么先張法構件用，而后張法用？荷載作用階段時都采用？先張

9、法和后張法的、如何計算？答：因為在施工階段，先張法構件放松預應力鋼筋時，由于粘結應力的作用使混凝土、預應力鋼筋和非預應力鋼筋共同工作，變形協調，所以采用換算截面A0,且A0AoEAEAp；而后張法構件，構件中混凝土和非預應力鋼筋共同工作sp良好，而與預應力鋼筋較差，且預應力是通過錨具傳遞，所以采用凈截面An,且AnAoEpap。8.如采用相同的控制應力con，相同的預應力損失值，當加載至混凝土預壓應力pc為零conpc時，先張法和后張法兩種構件中預應力鋼筋的應力p是否相同，哪個大？答：當pc為零時，由于先張法預應力鋼筋的應力p為pconl后張法構件應力鋼筋的應力P為ppconlEppc比較發現

10、，二者不同，在給定條件下，后張法中預應力鋼筋中應力大一些。9.預應力軸心受拉構件的裂縫寬度計算公式中，為什么鋼筋的應力skNkNp0ApAsNkNpo答：因為skL為等效鋼筋應力根據鋼筋合力點處混凝土預壓應力被抵消ApAs后的鋼筋中的應力來確定。10 .什么是預應力鋼筋的預應力傳遞長度ltr?為什么要分析預應力的傳遞長度，如何計算？答：從鋼筋應力為零的端面到鋼筋應力為De的截面之間的可以傳遞粘結應力的長pe度，稱為傳遞長度ltr。因為在先張法構件端部錨固區的正截面和斜截面受彎承載力計算及抗裂度驗算時，需要考慮預應力鋼筋在其傳遞長度范圍內的實際預應力值的變化。傳遞長度可以按下式計算ltr11 .

11、后張法預應力混凝土構件，為什么要控制局部受壓區的截面尺寸，并需在錨具處配置間接鋼筋？在確定1時，為什么Ab和A不扣除孔道面積？局部驗算和預應力作用下的軸壓驗算有何不同？答：在后張法構件中，在端部控制局部尺寸和配置間接鋼筋是為了防止局部混凝土受壓開裂和破壞。在確定1時，Ab和A不扣除孔道面積是因為二者為同心面積，所包含的孔道為同一孔道。兩者的不同在于，局部驗算是保證端部的受壓承載能力，未受載面積對于局部受載面積有約束作用，從而可以間接的提高混凝土的抗壓強度；而軸壓驗算是保證整個構件的強度和穩定。12 .對受彎構件的縱向受拉鋼筋施加預應力后，是否能提高正截面受彎承載力、斜截面受剪承載力，為什么？答

12、：對正截面受彎承載力影響不明顯。因為預應力可以提高抗裂度和剛度。破壞時，預應力已經抵消掉，與非預應力鋼筋混凝土受彎構件破壞特性相似。首先到達屈服，然后受壓區混凝土受壓邊緣應變到達極限應變而破壞。提高斜截面受剪承載力，因為預應力鋼筋有約束斜裂縫開展的作用，增加了混凝土剪壓區高度，從而提高了混凝土剪壓區所承擔的剪力。13 .預應力混凝土受彎構件正截面的界限相對受壓區高度與鋼筋混凝土受彎構件正截面的界限相對受壓區高度是否相同？答：通過比較可知，兩者的正截面的界限相對受壓區高度是不同的。預應力混凝土受彎構件的界限相對受壓區高度與預應力鋼筋強度、混凝土壓應力為零時的應力有關。14 .預應力混凝土構件為什

13、么要進行施工階段的驗算？預應力軸心受拉構件在施工階段的正截面承載力驗算、抗裂度驗算與預應力混凝土受彎構件相比較，有何區別？答：預應力混凝土構件在施工階段，由于施加預應力，構件必須滿足其承載和抗裂的要求，所以施工階段需要驗算。兩者的區別為受彎構件受壓區混凝土壓應力需要滿足承載力、抗裂度要求之外，受拉區混凝土拉應力也需要滿足相應要求。15 .預應力混凝土受彎構件的變形是如何進行計算的？與鋼筋混凝土受彎構件的變形相比有何異同？答：預應力混凝土受彎構件的撓度包括兩部分：一部分為預加應力產生的反拱；一部分為荷載產生的撓度。荷載作用產生的撓度計算與鋼筋混凝土受彎構件相似。16 .預應力混凝土構件主要構造要

14、求有哪些？答：預應力混凝土構件主要構造要求包括：一般構造要求。如截面類型、尺寸，縱向預應力鋼筋和非預應力鋼筋；先張法構造要求。如預應力鋼筋的凈間距及保護層厚度，端部混凝土加強措施；后張法構造要求。如錨具，預應力鋼筋的孔道及灌漿，構件端部加強措施，非預應力鋼筋的布置，外露金屬的防腐等。17 .公路預應力橋梁的預應力損失如何估算？與建筑結構預應力梁的預應力損失有何異同？答：公路預應力橋梁的預應力損失可按公路橋規進行估算。與建筑結構預應力梁的預應力損失比較，損失的種類相似，但有些損失計算方法有較大區別，如混凝土收縮、徐變引起的預應力損失。18 .公路橋規對預應力混凝土受彎構件的應力驗算是如何規定的？

15、答：略，可參見公路橋規相應條文。19 .預應力混凝土的張拉控制應力con為何不能取的太高？答：如果張拉控制應力刈取得太高，則可能引起構件的某些部位開裂或端部混凝土局部壓壞、構件的延性降低或產生較大塑性變形。1 .一預應力混凝土軸心受拉構件，長24m,截面尺寸為250x160mm混凝土強度等級為C60,螺旋肋鋼絲為10巾H9,先張法施工，在100m臺座上張拉，端頭采用徽頭錨具10*9固定預應力鋼筋，超張拉，并考慮蒸養時臺座與預應力筋之間的溫差t20C,混凝土到達強度設計值的80%時放松預應力筋題圖101。試計算各項預應力損失值。題圖101解：計算各項預應力損失：錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失

16、。已知臺座長為100m,設有一塊墊板，錨具變形和鋼筋內縮值為2mm。則由下式計算損失l1aEp-2一?2.051054.1Mpalp100103預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失。由于先張法直線張拉，無特殊轉折，因此無此項損失。預應力鋼筋與承受拉力設備之間的溫度差引起的預應力損失。溫差為20C,由下面公式計算損失13Ept2t22040Mpa預應力鋼筋松弛引起的預應力損失。因為0.7fptkcon0.75fptk0.8fptk;低松弛；所以con0.75fptkl40.2-on-0.575con0.2p-0.5750.75fptkfptkfptk41.2Mpa混凝土收縮、徐變引起的預

17、應力損失該項損失為第二批損失。因為EpEpEC2.051053.61045.69pcApAsAl1l3Ac15con10323.14400005.69323.14l44.1lApEAppp45280fpccu0.7%4041.285.3Mpa1177.585.393.140.77Mpa400005.6993.1411545280077-0044.78Mpa1150.7%102。已知7615二束，張拉控制應力2 .試對一后張法預應力混凝土屋架下弦桿錨具的局部受壓驗算題圖混凝土強度等級C60,預應力鋼筋采用刻痕鋼絲，鋼筋用con0.75fptk。用OVM型夾具式錨具進行錨固，錨具直徑為100mm,

18、錨具下墊板厚度20mm,端部橫向鋼筋采用4片68焊接網片，網片間距為50mm。5050解:題圖1021.端部受壓區截面尺寸驗算230800mm257200mm2226875mmOVM錨具的直徑為100mm,墊板厚為20mm。局部受壓面積可按壓力從錨具邊緣在墊板中沿45。擴散的面積計算；在計算局部受壓計算底面積時，可近似按所圍矩形計算代替兩個圓面積A220100220錨具下局部受壓計算底面積Ab220140260混凝土局部受壓凈面積一一一2Am308002504iAb.572001.36A30800當fcuk60Mpa時，按直線內插法得c0.933,按式10-21Fi1.2conAp1.20.751570274.8388.2kNconp1.35clfcAn1.350.9331.3627.5268751