2015年春混凝土期末预应力试卷(A)

石家庄铁道学院2014-2015学年第2学期 2012 级本科班期末考试试卷(A)
一、判断并改错(每小题2分，共10分)
1、错，部分A 预应力混凝土构件不允许出现裂缝，部分B 类预应力混凝土构件允许出现裂缝。

2、错，先批张拉的预应力筋该项预应力损失大。

3、错，预应力筋一般采用双控法，不但要控制张拉力而且要控制伸长量。

4、对。

5、对。

二、选择题(每小题2分，共10分)
1、D
2、A
3、D
4、C
5、C
三、简答题(共40分)
1、答：事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的内力抵消到一个合适程度。

这种预先引入内部应力的混凝土，就称为预应力混凝土。

优点：1）提高了梁的抗裂度和刚度；2）节约材料，减少自重，经济合理；3）曲线预应力钢束减小梁的竖向剪力和主拉应力；4）结构质量安全可靠；5）预应力可作为结构构件的连接手段，促进大跨度结构新体系与施工方法发展。

6）提高了梁的耐疲劳性能，这对承受动荷载的桥梁结构来说是很有利的。

2、答：预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩M 0与外荷载产生的弯矩M s 的比值，即 0s M M λ=。

按预应力度的大小，国内将配筋混凝土构件分为全预应力混凝土（λ≥1）、部分预应力混凝土（1＞λ＞0）、钢筋混凝土(λ＝0)。

3、简述先、后张梁的施工工序及传递预应力的机理。

答：先张梁为先张拉预应力钢筋，后浇筑构件混凝土，待混凝土达到一定强度后放张预应力钢筋。

先张梁靠钢筋和混凝土之间的粘结力来传递和保持预应力。

后张梁是先浇筑混凝土并预留管道，后张拉钢筋的方法，张拉钢筋的同时，构件混凝土受到预压。

后张梁主要是靠锚具传递和保持预加应力的。

4、答：1）预应力筋与管道壁间摩擦引起的应力损失σl 1；
2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失σl 2；
3）钢筋与台座间的温差引起的应力损失σl 3；
4）混凝土弹性压缩引起的应力损失σl 4；
5）钢筋松弛引起的应力损失σl 5；
6
5、简述预应力混凝土受弯构件验算的主要内容有哪些。

答：预应力混凝土受弯构件需要验算正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力、短暂与持久状况下的应力、正截面和斜截面的抗裂性、变形验算与预拱度设计、端部锚固区验算。

6、全预应力混凝土梁预应力钢筋束界如何确定？试画出束界
答：根据全预应力混凝土构件截面上、下缘混凝土不出现拉应力的原则，在最小外荷载作用下和最不利荷载作用下的两种情况，分别确定预加力N p 在各个截面上偏心距的极限，绘出两条e p 的限值线 E 1 和E 2 ，由 E 1和 E 2两条曲线所围成的布置预应力钢筋时钢筋的重心界限，称为束界。

7、为何常将预应力钢筋在靠近构件端部逐渐弯起？
答：弯起的原因有：1）预应力钢筋的布置，应使其重心线不超出束界范围；2）弯起的预应力钢筋将产生预剪力，对抵消支点附近的外荷载剪力非常有利；3）预应力钢筋的弯起，可使锚固点分散，有利于锚具的布置。

四、综合计算题(共40分)
1) 计算在持久状况下跨中截面混凝土上边缘正应力及预应力钢筋中的最大拉应力（计算N p 时不考虑普通钢筋的影响）
pe 12456()
1395(83273097)1158()
con l con l l l l l MPa σσσσσσσσσ=-=-++++=-+++= ——2分 pe 115825202918.16()p p N A kN σ==⨯= ——1分
9
8327910 4.8410577
n nu u I W mm y ⨯===⨯ 9
830032510 5.3410609
u u I W mm y ⨯===⨯ 120033666
38888()2918.16102918.161011232261106901016501079810 4.8410 4.8410 5.3410 5.3410(3.66 6.78) 4.68 1.29 3.09
5.94()
pn p p
Q G G cu pt kc n nu nu u u
N e N M M M A W W W W MPa σσσ=+=-+++⎛⎫⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-+++ ⎪⨯⨯⨯⨯⨯⎝⎭
=-+++= ——6分 200566
4931.951069010165010(1158)10913.451032510
1158 5.657.2101091
1202()
G Q p pe EP p
M M y I MPa σσα-+=+⨯⨯+⨯=+⨯⨯⨯⨯=+⨯⨯⨯= ——6分
2）计算跨中截面的正截面抗弯承载力
126025************.54594mm 126025203301272.5
pd p p sd s s
pd p sd s f A a f A a a f A f A +⨯⨯+⨯⨯===+⨯+⨯ ——2分 01800941706mm h h a =-=-= ——1分 假设为第一类T 形截面梁，则混凝土受压区高度x 为：
''
126025203301272.573mm<180mm 22.42200
pd p sd s
f cd f f A f A x h f b +⨯+⨯====⨯ 所以确实为第一类T 形截面梁。

——6分 正截面抗弯承载力为
'
0()2
7322.4220073(1706)6005.932u cd f x M f b x h kN m =-=⨯⨯⨯-=⋅
——6分
3）与没有施加预应力的梁相比(其它条件均相同)，该梁跨中截面开裂弯矩有提高，提高值
是消压弯矩M 0的大小。

362918.1610971272.52794.73p pe p l s N A A kN σσ=-=⨯-⨯= 33392794.73102794.7310112317.27981027910/1223p
p pn pc n nb N N e MPa A W σ⨯⨯⨯=+=+=⨯⨯ ——1分 9800032510 2.72879910119I W y ⨯===⨯ ——1分 80017.2 2.728799104694pc M W kN m σ=⋅=⨯⨯=⋅ ——3分 （此小题也可忽略普通钢筋的影响，简化计算。

）。