混凝土结构中册思考题答案

1、预应力混凝土构件（意义）可延缓混凝土构件的开裂○1提高构件的抗烈度和刚度○2节约钢筋，减轻构件自重。

2、使用范围：○1要求裂缝控制等级较高的结构○2大跨度或受力很大的构件○3对构件的刚度和变形控制要求较高的结构构件，如工业厂房中的吊车梁、码头和桥梁中的大跨度梁式构件等。

3、缺点：构造，施工和计算均较钢筋混凝土构件复杂，且延性也较差。

4、分类：○1全预应力混凝土，在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的构件，大致相当于《混凝土结构设计规范》中裂缝的控制等级为一级，即严格要求不出现裂缝的构件。○2部分预应力混凝土，在使用荷载作用下，允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许值的构件。大致相当于《混凝土结构设计规范》中裂缝的控制等级为三级，即允许出现裂缝的构件。

5、限值预应力混凝土，在使用荷载作用下根据荷载效应组合情况，不同程度地保证混凝土不开裂的构件。大致相当于《混凝土结构设计规范》中裂缝的控制等级为二级，即一般要求不出现裂缝的构件。属于部分预应力混凝土。

6、张拉预应力混凝土的方法：先张法。（在浇灌混凝土之前张拉钢筋的方法。钢筋就位；张拉钢筋；临时固定钢筋，浇灌混凝土并养护；放松钢筋，钢筋回缩，混凝土受预压。）预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递的。后张法。（在结硬后的混凝土构件上张拉钢筋的方法。制作构件预留孔道穿入预应力钢筋；安装千斤顶；张拉钢筋；锚住钢筋拆除千斤顶孔道压力灌浆）预应力是靠钢筋端部的锚具来传递的。

7、预应力混凝土材料：1混凝土，需满足以下要求：强度高。强度高的混凝土对采用先张法的构件可提高钢筋与混凝土之间的粘结力，对采用后张法的构件可提高锚固端的局部承压承载力。收缩、徐变小。以减少因收缩徐变引起的预应力损失。快硬、早强。可尽早施加预应力，加快台座，锚具，夹具的周转率，以利加快施工速度。2钢材，要求：强度高，塑性好，表面有刻痕。主要有钢绞线，钢丝，热处理钢筋三大类。

8、张拉控制应力：是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。其值为张拉设备（如千斤顶油压表）所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值，以σcon 表示。

9、张拉控制应力的取值直接影响预应力混凝土的使用效果，如果张拉控制应力取值过低，则预应力钢筋经过各种损失后，对混凝土产生的预压应力过小，不能有效地提高预应力混凝土构件的抗裂度和刚度。如果张拉控制应力取值过高，则可能引起以下问题：在施工阶段会使构件的某些部位受到拉力（称为预拉力）甚至开裂，对后张法构件可能造成端部混凝土局压破坏；构件出现裂缝时的荷载值与极限荷载值很接近，使构件在破坏前无明显的预兆，构件的延性较差；为了减少预应力损失，有时需进行超张拉，有可能在超张拉过程中使个别钢筋的应力超过它的实际屈服强度，使钢筋产生较大塑性变形或脆断。

10、张拉控制应力的大小与施加预应力的方法有关，对于相同的钢种，先张法取值高于后张法。这是由于先张法和后张法建立预应力的方式是不同的。先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，故在预应力钢筋中建立的拉应力就是张拉控制应力。后张法是在混凝土构件上张拉钢筋在张拉的同时，混凝土被压缩，张拉设备千斤顶所指示的张拉控制应力已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力。为此，后张法构件的σcon值应适当低于先张法。

11、预应力损失：在预应力混凝土构件施工及使用过程中，由于混凝土和钢材的性质以及制作方法上的原因，预应力钢筋的张力应力值是在不断下降的。

12、○1预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1(先张法) 减少σl1措施：（1）选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具、夹具，并尽量少用垫板，因每增加一块垫板α值就增加1mm；（2）增加台座长度.因σl1与台座长度成反比，采用先张法生产的

构件当台座长度为100m以上时，σl1可忽略不计。○2预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失σl2（后张法）减少σl2措施：（1）对于较长的构件可在两端进行张拉，则计算时孔道长度可按构件的一半长度计算。但这个措施将引起的增加，应用时须加以注意。（2）采用超张拉张拉程序为：1.1σcon--停2min--0.85σcon--停2min--σcon。○3混凝土加热养护时受张拉的预应力钢筋与承受拉力的设备之间温差引起的预应力损失σl3（先张法）减少σl3的措施：（1）采用两次升温养护。（2）在钢模上张拉预应力钢筋，预应力钢筋与台座同时升温。○4预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失σl4（先、后张法）减少σl4的措施：进行超张拉，先控制张力应力达1.05σcon~1.1σcon，持荷2~5min，然后卸荷再施加张拉应力至σcon这样就可以减少松弛引起的应力损失。○5混凝土收缩、徐变的应力损失σl5σ‘l5（先、后张法）减少σl5的措施：（1）采用高强度等级水泥，减少水泥用量，降低水灰比，采用干硬性混凝土（2）采用级配较好的骨料，加强振捣，提高混凝土的密实性（3）加强养护，以减少混凝土的收缩○6用螺旋式预应力钢筋作配筋的环形构件，由于混凝土的局部挤压引起的预应力损失σl6（后张法环形或圆形截面构件中产生）措施：避免采用小直径构件○7分批张拉时产生的预应力损失σl7

13、预应力损失的特点：（1）它们有的只发生在先张法构件中，有的只发生在后张法构件中，有的两种构件均有，而且是分批产生的（2）有的单独产生，有的是和别的预应力损失同时产生（3）前述各公式是分别计算未考虑相互关系。

14、预应力损失的最低值：先张法100N/mm2后张法80N/mm2

15、钢筋的应力松弛：钢筋在高应力长期作用下其塑性变形具有随时间而增长的性质，在钢筋长度保持不变的条件下钢筋的应力会随时间的增长而逐渐降低，这种现象

16、钢筋的徐变：在钢筋应力保持不变的条件下，其应变会随时间的增长而逐渐增大，这种现象

17、先张法构件预应力钢筋的传递长度l tr：预应力钢筋的应力从构件端部为0增长到某一稳定数值（如控制应力）所需要的长度。

18、后张法构件端部锚固区：从端部局部受压过渡到全截面均匀受压的这个区段。锚固区受力特点：端部截面混凝土由于套箍作用而处于三向受力状态，其强度有所提高。19、后张法构件端部锚固区的局部受压承载力计算：构件局部受压区截面尺寸不满足时，应加大端部锚固区的截面尺寸、调整锚具位置或提高混凝土强度等级。局部受压承载力计算不满足时，对于方格钢筋网，应增加钢筋根数，加大钢筋直径，减小钢筋网的间距；对于螺旋钢筋，应加大直径，减小螺距。

20、轴心受拉构件各阶段的应力分析：（1）先张法构件：施工阶段（在台座上穿钢筋，张拉预应力钢筋，完成第一批损失，放松钢筋，完成第二批损失）使用阶段（加载至σpc=0，加载至裂缝即将出现，加载至破坏）（2）后张法构件：施工阶段（穿钢筋，张拉钢筋，完成第一批损失，完成第二批损失）使用阶段（加载至σpc=0，加载至裂缝即将出现，加载至破坏）21、可见（1）在施工阶段σpc II的计算公式先张法和后张法的形式基本相同，只是σl的具体计算值不同，同时先张法构件用换算截面面积A0，而后张法构件用净截面面积A n。如果采用相同的σcon、相同的材料强度等级、相同的混凝土截面尺寸、相同的预应力钢筋及截面尺寸，由于A0>A n，则后张法构件的有效预压应力值σpc II要高些（2）使用阶段N0、N cr、N u 的三个计算公式，不论先张法或后张法公式形式都相同，但计算N0和N cr时两种方法的σpc II 是不相同的（3）预应力钢筋从张拉直至构件破坏，始终处于高拉应力状态，而混凝土则在轴向拉力达到N0值以前始终处于受压状态，发挥了两种材料各自的性能（4）预应力混凝土构件出现裂缝比钢筋混凝土构件要迟的多，故构件抗裂度大为提高，但出现裂缝是的荷载值与破坏荷载值比较接近，故延性较差（5）当材料强度等级和截面尺寸相同时，预应力混凝土轴心受拉构件与钢筋混凝土受拉构件的承载力相同