預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件習(xí)題答案

1、第 10 章 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件10.1 選擇題1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，（預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于A.C20 ；B.C30 ；C.C35 ；D.C40 ；預(yù)應(yīng)力混凝土先張法構(gòu)件中，混凝土預(yù)壓前第一批預(yù)應(yīng)力損失l 應(yīng)為（A.l1 l2 ；B.l1 l2 l3 ；C.l1 l2 l3l 4；D.l1 l2 l3 l4l5 ；下列哪種方法可以減少預(yù)應(yīng)力直線鋼筋由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失l1 (C ）。A.兩次升溫法；B.采用超張拉；C.增加臺(tái)座長(zhǎng)度；D.采用兩端張拉；）。BC34對(duì)于鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力的損失，下面說法錯(cuò)誤的是：2C）。）。A. 應(yīng)力松弛與時(shí)間有關(guān)系；

2、B. 應(yīng)力松弛與鋼筋品種有關(guān)系；C. 應(yīng)力松弛與張拉控制應(yīng)力的大小有關(guān)，張拉控制應(yīng)力越大，松弛越??；D. 進(jìn)行超張拉可以減少，應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失；5其他條件相同時(shí)， 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的延性比普通混凝土構(gòu)件的延性（ C ）。A.相同；B.大些；C.小些；D.大很多；6全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在使用條件下，構(gòu)件截面混凝土（A ）。A.不出現(xiàn)拉應(yīng)力；B.允許出現(xiàn)拉應(yīng)力；C.不出現(xiàn)壓應(yīng)力；D.允許出現(xiàn)壓應(yīng)力；7混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋做預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)， 混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于（ D ）。A. C20 ；B. C30 ；C. C35 ；D. C40 ； 8.規(guī)范 規(guī)定， 應(yīng)小

3、于（B預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力不宜超過規(guī)定的張拉控制應(yīng)力限值 ）。A.0.3fptk ；B.0.4fptk ；C.0.5fptk ；D.0.6fptk ；9.預(yù)應(yīng)力混凝土后張法構(gòu)件中，混凝土預(yù)壓前第一批預(yù)應(yīng)力損失l 應(yīng)為（A.l1l2；B.l1l2l3 ；C.l1l2l3 l 4；D.l1l2l3 l4l5 ；，且不）。10先張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力總損失值不應(yīng)小于（2100N /mm2 )。211后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力總損失值不應(yīng)小于（80N /mm2 ）12預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件， 加載至混凝土預(yù)應(yīng)力被抵消時(shí)， （ A ）。此時(shí)外荷載產(chǎn)生的軸向力為A.PCA0 ；B.PCA0 ；C

4、.PCAn；D.PCAn；10.2 判斷題1在澆灌混凝土之前張拉鋼筋的方法稱為先張法。（ V ）2.預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以避免構(gòu)件裂縫的過早出現(xiàn)。（ V ）3預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件制作后可以取下重復(fù)使用的稱為錨具。4 con 張拉控制應(yīng)力的確定是越大越好。 （5預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)力松弛與張拉控制應(yīng)力的大小有關(guān)，張拉控制應(yīng)力越大， 松弛越??；（ X ）6.混凝土預(yù)壓前發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失稱為第一批預(yù)應(yīng)力損失組合。（ V ）7張拉控制應(yīng)力只與張拉方法由關(guān)系； （ X ）10.3 問答題1. 何為 預(yù)應(yīng)力 ？預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的 優(yōu)缺點(diǎn) 是什么？答：預(yù)應(yīng)力：在結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用前，通過先張法或后張法預(yù)先對(duì)構(gòu)件混凝土施加的壓應(yīng)

5、力。 優(yōu)點(diǎn)：提高構(gòu)件的抗裂性、剛度及抗?jié)B性，能夠充分發(fā)揮材料的性能，節(jié)約鋼材。 缺點(diǎn)：構(gòu)件的施工、計(jì)算及構(gòu)造較復(fù)雜，且延性較差。2. 為什么預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件所選用的 材料都要求有較高的強(qiáng)度 ？答： 要求混凝土強(qiáng)度高。 因?yàn)橄葟埛?gòu)件要求提高鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)應(yīng)力，后張法構(gòu)件要求具有足夠的錨固端的局部受壓承載力。 要求鋼筋強(qiáng)度高。因?yàn)閺埨刂茟?yīng)力較高，同時(shí)考慮到為減小各構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失。3. 什么是 張拉控制應(yīng)力 ？為何 先張法的張拉控制應(yīng)力略高于后張法 ？答：張拉控制應(yīng)力：是指預(yù)應(yīng)力鋼筋在進(jìn)行張拉時(shí)所控制達(dá)到的最大應(yīng)力值。因?yàn)橄葟埛ㄊ窃跐补嗷炷林霸谂_(tái)座上張拉鋼筋， 預(yù)應(yīng)力鋼筋中建立的拉

6、應(yīng)力就是控 制應(yīng)力。 放張預(yù)應(yīng)力鋼筋后構(gòu)件產(chǎn)生回縮而引起預(yù)應(yīng)力損失； 而后張法是在混凝土構(gòu)件上 張拉鋼筋， 張拉時(shí)構(gòu)件被壓縮， 張拉設(shè)備千斤頂所示的張拉控制應(yīng)力為已扣除混凝土彈性 壓縮后的鋼筋應(yīng)力，所以先張法的張拉控制應(yīng)力略高于后張法。4. 預(yù)應(yīng)力損失 包括哪些？如何 減少各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失值 ？答： 預(yù)應(yīng)力損失包括： 錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失。 可通過選擇變形小錨具 或增加臺(tái)座長(zhǎng)度、少用墊板等措施減小該項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失； 預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失?？赏ㄟ^兩端張拉或超張拉減小該項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失； 預(yù)應(yīng)力鋼筋與承受拉力設(shè)備之間的溫度差引起的預(yù)應(yīng)力損失?？赏ㄟ^二次升溫措施減小該項(xiàng)

7、預(yù)應(yīng)力損失； 預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失?？赏ㄟ^超張拉減小該項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失； 混凝土收縮、 徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失。 可通過減小水泥用量、 降低水灰比、 保證密實(shí)性、 加強(qiáng)養(yǎng)互等措施減小該項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失； 螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋構(gòu)件， 由于混凝土局部受擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失。 為減小該損失可適 當(dāng)增大構(gòu)件直徑。5. 預(yù)應(yīng)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(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失是怎 樣組合的？答：應(yīng)為六種預(yù)應(yīng)力損失并非同時(shí)存在，有的只發(fā)生在先張法構(gòu)件，有的只發(fā)生在后張法構(gòu)件。此外，有的只發(fā)生在混凝土預(yù)壓前，有的發(fā)生在混凝土預(yù)壓后，所以應(yīng)將其分為第一批和第二批損失。預(yù)應(yīng)力損失的組合如下表。預(yù)應(yīng)力

8、損失值的組合先張法構(gòu)件后張法構(gòu)件混凝土預(yù)壓前（第一批）損失1112131411 12混凝土預(yù)壓后（第二批）損失15l4l5166 試述先張法和后張法 預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件在施工階段、荷載作用階段各自的應(yīng)力變化 過程及相應(yīng)應(yīng)力值的計(jì)算公式 。答：先張法構(gòu)件：施工階段：從張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋到放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，最終完成第二批預(yù)應(yīng)力損失后，混凝土中的有效預(yù)應(yīng)力為pcconi Ap15 AsEp ApN pi5 AsA0使用階段：從混凝土壓應(yīng)力變?yōu)榱悴⒔?jīng)過構(gòu)件開裂，最終達(dá)到破壞時(shí)的極限拉應(yīng)力為f Apy pfyA后張法構(gòu)件：施工階段：在完成第一批和第二批預(yù)應(yīng)力損失后，混凝土的壓應(yīng)力為pcconl Apconl

9、ApAcEs As使用階段：由混凝土壓應(yīng)力變?yōu)榱憬?jīng)過構(gòu)件開裂到構(gòu)件破壞，極限軸向拉力為f A1 py pfyA7 預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件，在施工階段計(jì)算預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力時(shí)，為什么先張法構(gòu)件用，而后張法用？荷載作用階段時(shí)都采用？先張法和后張法的 、如何計(jì)算？答：因?yàn)樵谑┕るA段，先張法構(gòu)件放松預(yù)應(yīng)力鋼筋時(shí)，由于粘結(jié)應(yīng)力的作用使混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋共同工作，變形協(xié)調(diào)，所以采用換算截面代,且A0AcAsEpAp；而后張法構(gòu)件，構(gòu)件中混凝土和非預(yù)應(yīng)力鋼筋共同工作良好，而與預(yù)應(yīng)力鋼筋較差，且預(yù)應(yīng)力是通過錨具傳遞，所以采用凈截面An，且AnAoE Ap。p M&如采用相同的控制應(yīng)力con

10、 ,相同的預(yù)應(yīng)力損失值，當(dāng)加載至混凝土預(yù)壓應(yīng)力pc為零時(shí)，先張法和后張法兩種構(gòu)件中預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力p是否相同，哪個(gè)大？答：當(dāng)pc為零時(shí)，由于先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力p為con后張法構(gòu)件應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力P為pcon1EPpc比較發(fā)現(xiàn)，二者不同，在給定條件下，后張法中預(yù)應(yīng)力鋼筋中應(yīng)力大一些。9.預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件的裂縫寬度計(jì)算公式中，為什么鋼筋的應(yīng)力NkNpoaT答：因?yàn)镹k Np0SkApAs為等效鋼筋應(yīng)力，根據(jù)鋼筋合力點(diǎn)處混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消sk后的鋼筋中的應(yīng)力來確定。10. 什么是預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度ltr ?為什么要分析預(yù)應(yīng)力的傳遞長(zhǎng)度，如何計(jì)算?答：從鋼筋應(yīng)力為零的端面到鋼筋應(yīng)力為pe

11、的截面之間的可以傳遞粘結(jié)應(yīng)力的長(zhǎng)度，稱為傳遞長(zhǎng)度|tr。因?yàn)樵谙葟埛?gòu)件端部錨固區(qū)的正截面和斜截面受彎承載力計(jì)算及抗裂度驗(yàn)算時(shí)，需要考慮預(yù)應(yīng)力鋼筋在其傳遞長(zhǎng)度范圍內(nèi)的實(shí)際預(yù)應(yīng)力值的變化。傳遞長(zhǎng)度可以按下式計(jì)算ltr負(fù)dtk11. 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件， 為什么要控制局部受壓區(qū)的截面尺寸，并需在錨具處配置間 接鋼筋？在確定 |時(shí)，為什么 Ab和Al不扣除孔道面積？局部驗(yàn)算和預(yù)應(yīng)力作用下的軸壓驗(yàn)算有何不同？答：在后張法構(gòu)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 |時(shí)，Ab和A|不扣除孔道面積是因?yàn)槎邽橥拿娣e，所包含的孔道為同 一孔道。 兩者的不同在

12、于，局部驗(yàn)算是保證端部的受壓承載能力， 未受載面積對(duì)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(qiáng)度； 而軸壓驗(yàn)算是保證整個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)度 和穩(wěn)定。12. 對(duì)受彎構(gòu)件的縱向受拉鋼筋施加預(yù)應(yīng)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：對(duì)正截面受彎承載力影響不明顯。因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力可以提高抗裂度和剛度。破壞時(shí)，預(yù)應(yīng)力已經(jīng)抵消掉，與非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件破壞特性相似。首先達(dá)到屈服，然后受壓區(qū)混凝土受壓邊緣應(yīng)變到達(dá)極限應(yīng)變而破壞。 提高斜截面受剪承載力，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋有約 束斜裂縫開展的作用，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(dān)的剪力。13預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)

13、件正截面的界限相對(duì)受壓區(qū)高度與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面的界 限相對(duì)受壓區(qū)高度是否相同？答：通過比較可知， 兩者的正截面的界限相對(duì)受壓區(qū)高度是不同的。 預(yù)應(yīng)力混凝土受彎 構(gòu)件的界限相對(duì)受壓區(qū)高度與預(yù)應(yīng)力鋼筋強(qiáng)度、混凝土壓應(yīng)力為零時(shí)的應(yīng)力有關(guān)。 14預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件為什么要進(jìn)行施工階段的驗(yàn)算？預(yù)應(yīng)力軸心受拉構(gòu)件在施工階段的正 截面承載力驗(yàn)算、抗裂度驗(yàn)算與預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件相比較，有何區(qū)別？答：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在施工階段，由于施加預(yù)應(yīng)力，構(gòu)件必須滿足其承載和抗裂的要求，所以施工階段需要驗(yàn)算。兩者的區(qū)別為受彎構(gòu)件受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力需要滿足承載力、 抗裂度要求之外， 受拉 區(qū)混凝土拉應(yīng)力也需要滿足相應(yīng)

14、要求。15預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的變形是如何進(jìn)行計(jì)算的？與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的變形相比有 何異同？答：預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的撓度包括兩部分：一部分為預(yù)加應(yīng)力產(chǎn)生的反拱；一部 分為荷載產(chǎn)生的撓度。荷載作用產(chǎn)生的撓度計(jì)算與鋼筋混凝土受彎構(gòu)件相似。 16預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要構(gòu)造要求有哪些？答：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件主要構(gòu)造要求包括：一般構(gòu)造要求。如截面類型、尺寸，縱向 預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋； 先張法構(gòu)造要求。 如預(yù)應(yīng)力鋼筋的凈間距及保護(hù)層厚度， 端 部混凝土加強(qiáng)措施； 后張法構(gòu)造要求。 如錨具， 預(yù)應(yīng)力鋼筋的孔道及灌漿，構(gòu)件端部加強(qiáng) 措施，非預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置，外露金屬的防腐等。 17公路預(yù)應(yīng)力橋梁的預(yù)應(yīng)

15、力損失如何估算？與建筑結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力梁的預(yù)應(yīng)力損失有何異同？ 答：公路預(yù)應(yīng)力橋梁的預(yù)應(yīng)力損失可按公路橋規(guī)進(jìn)行估算。與建筑結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力梁 的預(yù)應(yīng)力損失比較，損失的種類相似，但有些損失計(jì)算方法有較大區(qū)別，如混凝土 收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失。18公路橋規(guī)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算是如何規(guī)定的？答：略，可參見公路橋規(guī)相應(yīng)條文。19.預(yù)應(yīng)力混凝土的張拉控制應(yīng)力con為何不能取的太高？答：如果張拉控制應(yīng)力 con 取得太高，則可能引起構(gòu)件的某些部位開裂或端部混凝土局部壓壞、構(gòu)件的延性降低或產(chǎn)生較大塑性變形。10.4 計(jì)算題1. 一預(yù)應(yīng)力混凝土軸心受拉構(gòu)件，長(zhǎng)24m，截面尺寸為250 x 160mm混凝土

16、強(qiáng)度等H級(jí)為C60，螺旋肋鋼絲為100 9,先張法施工，在 100m臺(tái)座上張拉，端頭采用鐓頭錨具250固定預(yù)應(yīng)力鋼筋，超張拉，并考慮蒸養(yǎng)時(shí)臺(tái)座與預(yù)應(yīng)力筋之間的溫差t 20 C，混凝土達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的 80%時(shí)放松預(yù)應(yīng)力筋（題圖10 1 ）。試計(jì)算各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失值。題圖10 1解：計(jì)算各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失: 錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失。已知臺(tái)座長(zhǎng)為100m，設(shè)有一塊墊板，錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值為2mm。則由下式計(jì)算損失2? 2.05 105 4.1Mpa100 10預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失。由于先張法直線張拉，無特殊轉(zhuǎn)折，因此無此項(xiàng)損失。預(yù)應(yīng)力鋼筋與承受拉力設(shè)備之間的溫度差引

17、起的預(yù)應(yīng)力損失。 溫差為20 C，由下面公式計(jì)算損失13Ep t 2 t 2 20 40Mpa 預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失。因?yàn)?0.7fptkcon0.75 f ptk0.8fptk ;低松弛；所以l40.2 con 0.575f ptkcon0.20.75 f ptkf ptk0.5750.75 f ptk41.2Mpa 混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失 該項(xiàng)損失為第二批損失。因?yàn)镋pApAA10 32 彎 0.7%40000 5.69 32 3.14pc1113144. 140 41.285.3MpaconAcl ApEs AsEp Ap1177.5 85.39 3.140.77Mp

18、a400005.69 9 3.141545 280cu1 150.7745 280 -08 6044.78Mpa1 15 0.7%2.試對(duì)一后張法預(yù)應(yīng)力混凝土屋架下弦桿錨具的局部受壓驗(yàn)算（題圖10 2）。已知混凝土強(qiáng)度等級(jí)C60，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用刻痕鋼絲，鋼筋用70 1 5二束，張拉控制應(yīng)力con0.75 fptk。用OVM型夾具式錨具進(jìn)行錨固，錨具直徑為100mm，錨具下墊板厚度20mm，端部橫向鋼筋采用4片0 8焊接網(wǎng)片，網(wǎng)片間距為22U50mm 。題圖10 2解:1端部受壓區(qū)截面尺寸驗(yàn)算OVM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(kuò)散的面積計(jì)算；在計(jì)算局部受壓計(jì)算底面積時(shí)，可近似按所圍矩形計(jì)算代替兩 個(gè)圓面積A 2201002 2030800mm2錨具下局部受壓計(jì)算底面積Ab 2201402 6057200mm2混凝土局部受壓凈面積Aln 30800 2502 26875mm24iAb57200 1.36A ，30800當(dāng)fcuk 60Mpa時(shí)，按直線內(nèi)插法得0.933，按式 10 21Fi1.2 conAp1.2 0.75 1570 274.8 388.2kN1 .35 c l f cA|n1.35 0.933 1.36 27.5 268751266 kN滿足要求2 局部受壓承載力計(jì)算間接鋼筋采用4片$ 8方