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

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（

B

）。A.C20；B.C30；C.C35；D.C40；2．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)力損失應(yīng)為（

C

）。A.；B.；C.；D.；3．下列哪種方法可以減少預(yù)應(yīng)力直線(xiàn)鋼筋由于錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失（

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；4．對(duì)于鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力的損失，下面說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（

C

）。A.應(yīng)力松弛與時(shí)間有關(guān)系；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?。籇.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(xiàn)、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，預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力不宜超過(guò)規(guī)定的張拉控制應(yīng)力限值，且不應(yīng)小于（

B

）。A．；B．；C．；D．；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)力損失應(yīng)為（

A

）。A.；B.；C.；D.；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（

）。11．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（

）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)，此時(shí)外荷載產(chǎn)生的軸向力為（

A

）。A．；B．；C．；D．；10.2判斷題1．在澆灌混凝土之前張拉鋼筋的方法稱(chēng)為先張法。（

∨

）2．預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以避免構(gòu)件裂縫的過(guò)早出現(xiàn)。（

∨

）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(chēng)為錨具。（

×

）4．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??；（

×

）6．混凝土預(yù)壓前發(fā)生的預(yù)應(yīng)力損失稱(chēng)為第一批預(yù)應(yīng)力損失組合。（

∨

）7．張拉控制應(yīng)力只與張拉方法由關(guān)系；（

×

）10.3問(wèn)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：①預(yù)應(yīng)力：在結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用前，通過(guò)先張法或后張法預(yù)先對(duì)構(gòu)件混凝土施加的壓應(yīng)力。②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。③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：①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。②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：①?gòu)埨刂茟?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。②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：①錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失?？赏ㄟ^(guò)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；②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^(guò)兩端張拉或超張拉減小該項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失；③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^(guò)二次升溫措施減小該項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失；④預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失?？赏ㄟ^(guò)超張拉減小該項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失；⑤混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失?？赏ㄟ^(guò)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；⑥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）損失混凝土預(yù)壓后（第二批）損失6．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(guò)程及相應(yīng)應(yīng)力值的計(jì)算公式。答：①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)力為使用階段：從混凝土壓應(yīng)力變?yōu)榱悴⒔?jīng)過(guò)構(gòu)件開(kāi)裂，最終達(dá)到破壞時(shí)的極限拉應(yīng)力為②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)力為使用階段：由混凝土壓應(yīng)力變?yōu)榱憬?jīng)過(guò)構(gòu)件開(kāi)裂到構(gòu)件破壞，極限軸向拉力為7．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，且；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(guò)錨具傳遞，所以采用凈截面，且。8．如采用相同的控制應(yīng)力，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)力是否相同，哪個(gè)大？答：當(dāng)為零時(shí)，由于先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力為后張法構(gòu)件應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力為比較發(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？答：因?yàn)闉榈刃т摻顟?yīng)力，根據(jù)鋼筋合力點(diǎn)處混凝土預(yù)壓應(yīng)力被抵消后的鋼筋中的應(yīng)力來(lái)確定。10．什么是預(yù)應(yīng)力鋼筋的預(yù)應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度？為什么要分析預(yù)應(yīng)力的傳遞長(zhǎng)度，如何計(jì)算？答：①?gòu)匿摻顟?yīng)力為零的端面到鋼筋應(yīng)力為的截面之間的可以傳遞粘結(jié)應(yīng)力的長(zhǎng)度，稱(chēng)為傳遞長(zhǎng)度。②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11．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)，為什么和不扣除孔道面積？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：①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(kāi)裂和破壞。②在確定時(shí)，和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。③兩者的不同在于，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(kāi)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)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(guò)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：①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(mǎn)足其承載和抗裂的要求，所以施工階段需要驗(yàn)算。②兩者的區(qū)別為受彎構(gòu)件受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力需要滿(mǎn)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(mǎn)足相應(yīng)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：①一般構(gòu)造要求。如截面類(lèi)型、尺寸，縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋和非預(yù)應(yīng)力鋼筋；②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；③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)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(lèi)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(jiàn)《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)力為何不能取的太高？答：如果張拉控制應(yīng)力取得太高，則可能引起構(gòu)件的某些部位開(kāi)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250×160mm混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60，螺旋肋鋼絲為10φH9，，先張法施工，在100m臺(tái)座上張拉，端頭采用鐓頭錨具固定預(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，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：①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(xiàn)張拉，無(wú)特殊轉(zhuǎn)折，因此無(wú)此項(xiàng)損失。③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。溫差為20℃，由下面公式計(jì)算損失④預(yù)應(yīng)力鋼筋松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失。因?yàn)?；低松弛；所以⑤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)閯t

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7φⅠ5二束，張拉控制應(yīng)力。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φ8焊接網(wǎng)片，網(wǎng)片間距為50mm。題圖10—2