预应力混凝土工程课后习题答案

项目三预应力混凝土工程课后习题答案

思考题

1.试分析预应力混凝土的特点。

2.阐述先张法与后张法的概念,并分析其异同点。

3.说明先张法中夹具的种类及其要求。

4.试述先张法中预应力筋的张拉程序,并分析其原因。

5.预应力筋超张拉有何具体要求?

6.预应力筋的放张条件是什么? 对预应力筋的放张有何要求?

7.简述后张法施工中的锚具和张拉设备如何选用,有何要求?

8.后张法施工中孔道留设的方法有哪些?

9.后张法的张拉方法和张拉顺序如何确定?

10.预应力混凝土施工中,可能产生哪些预应力损失? 如何减少这些损失?

11.在后张法中,分批张拉预应力筋时,如何弥补混凝土弹性压缩引起的应力损失?

12.后张法中,孔道灌浆有何作用? 如何进行孔道灌浆?

13.分析预应力筋张拉与钢筋冷拉有何不同?

14.分析有黏结预应力与无黏结预应力施工有何区别?

参考答案

1.( 1 )有效利用高强钢材。( 2)减小结构构件的截面尺寸、自重,能增大结构构

件跨度,降低结构构件占用空间。( 3)提高使用荷载下结构的抗裂性和刚度。

( 4)质量好、降低工程造价、结构耐久性好。( 5)技术含量高、操作要求严,需要增添专用设备。

预应力混凝土结构中采用的混凝土应具有高强、轻质和高耐久性的性质,一般要求混凝土的强度等级不低于C30。目前,我国一些重要的预应力混凝土结构中,已开始采用C50 C60 的高强混凝土,最高混凝土强度等级已达到C80。并且,随着高强度钢材及高强度等级混凝土的出现,促进了预应力混凝土结构的发展,也进一步推动了预应力混凝土施工工艺的成熟和完善。定型组合钢模板是由多种规格的标准定型钢模板与连接件和交承件组合而成的模板体系。

2.先张法是在浇筑混凝土构件之前,张拉预应力筋,将其临时锚固在台座或钢模

上,然后浇筑混凝土构件,待混凝土达到一定强度(一般不低于混凝土标准强度的75%),并使预应力筋与混凝土间有足够黏结力时,放松预应力,预应力筋弹性回缩,借助于混凝土与预应力筋间的粘结力对混凝土产生预压应力。

后张法是先制作混凝土构件,在放置预应力筋的部位预先留有孔道,待构件混凝土达到规定强度后,将预应力筋穿入孔道内,用张拉机具夹持预应力筋将其张拉至设计规定的控制应力,然后借助锚具将预应力筋锚固在构件端部,最后进行孔道灌浆(亦有不灌浆者),预应力筋的张拉力主要通过锚具传递给混凝土构件,使混凝土产生预压应力。

（1）先张法的应用:先张法主要应用于房屋建筑中的空心板、多孔板、槽形板、双T板、V 形折板、托梁、檩条、槽瓦、屋面梁等;道路桥梁工程中的轨枕、桥面空心板、简支梁等。在基础工程中应用的预应力方桩及管桩等。

（2）后张法的应用:后张法不但用于房屋建筑中的吊车梁、屋面梁、屋架,桥梁中的T形梁、箱形梁等构件,且在大跨度的现浇结构及空间结构中的应用也日趋成熟;在特种结构如塔体的竖向预应力、筒体的环向预应力也有突破,尤其为桥梁工程的悬索结构、斜拉结构提供了丰富的发展空间。

3.,按其用途不同可分为锚固夹具和张拉夹具。

夹具的要求：( 1 )要具有良好的自锚性能和放张性能。( 2)当夹具组件达到实

际极限拉力时,其组成部件不得出现裂缝和破坏。( 3)构造简单,能够多次重复使用。

4.预应力筋在浇筑混凝土前张拉,预应力的传递依靠预应力筋与混凝土之间的

黏结力,为了获得良好质量的构件,在整个生产过程中,除确保混凝土质量以外,还必须确保预应力筋与混凝土之间的良好黏结,使预应力混凝土构件获得符合设计要求的预应力值。

5.所谓“松弛”,即常温下钢材在持续高应力状态下,其应力随时间增长而降低的

现象。松弛的数值与张拉控制应力和延续时间有关,控制应力高,松弛也大,所以钢丝、钢绞线的松弛损失比冷拉热轧钢筋大,松弛损失还随着时间的延续而增加,但在第一分钟内可完成损失总值的50%,24h内则可完成80%。先超张拉5%再持荷2min,则可减少40%~50%的松弛应力损失。超张拉3% σ

亦是直接弥补松弛引起的预应力损失。

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6.放张预应力筋时,混凝土必须达到设计要求的强度;如设计无要求时,应不得低

于混凝土强度标准值的75%。同时,应保证预应力筋与混凝土之间具有足够的黏结力。对于重叠生产的构件,要求最上一层构件的混凝土强度不低于设计强度标准值的75%时方可进行预应力筋的放张。过早放张预应力筋会引起较大的预应力损失或产生预应力筋滑动。预应力混凝土构件在预应力筋放张前要对混凝土试块进行试压,以确定混凝土的实际强度。

7.在后张法中,预应力筋、锚具和张拉设备是配套使用的。目前,后张法中常用的

预应力筋主要有单根粗钢筋、钢筋束(或钢绞线束)和钢丝束三类;张拉设备多采用液压千斤顶;锚具需具有可靠的锚固能力,按其锚固性能分为两类: Ⅰ类锚具:适用于承受动、静荷载的预应力混凝土结构。Ⅱ类锚具:仅适用于有黏结预应力混凝土结构,且锚具处于预应力变化不大的部位。Ⅰ、Ⅱ类锚具的静载锚固性能,由预应力锚具组装件静载试验①测定的锚具效率系数ηa 和达到实测极限拉力时的总应变εapu确定。

8.预留孔道形状有直线、曲线和折线形,留设的方法一般有钢管抽芯法、胶管抽

芯法和预埋管法。

9.为减少预应力筋与预留孔孔壁摩擦而引起的应力损失,预应力筋张拉端的设

置应符合设计要求。当无设计规定时,应符合下列规定: ( 1)抽芯成形孔道。

曲线形预应力筋和长度大于24m的直线预应力筋,应采用两端张拉;长度等于或小于24m的直线预应力筋,可一端张拉。( 2)预埋管孔道。曲线形预应力筋和长度大于30m的直线预应力筋宜在两端张拉;长度等于或小于30m直线预应力筋,可在一端张拉。当同一截面中有多根一端张拉的预应力筋时,张拉端宜分别设置在构件两端。用双作用千斤顶两端同时张拉钢筋束、钢绞线束或钢丝束时,为减少顶压时的应力损失,可先顶压一端的锚塞,而另一端在补足张拉力后再行顶压。

10.所谓“松弛”,即常温下钢材在持续高应力状态下,其应力随时间增长而降低的

现象。松弛的数值与张拉控制应力和延续时间有关,控制应力高,松弛也大,所以钢丝、钢绞线的松弛损失比冷拉热轧钢筋大,松弛损失还随着时间的延续而增加,但在第一分钟内可完成损失总值的50%,24h内则可完成80%。先超张拉5%再持荷2min,则可减少40%~50%的松弛应力损失。超张拉3% σcon 亦是直接弥补松弛引起的预应力损失。

11.对平卧叠浇的预应力混凝土构件,上层构件的重量产生的水平摩阻力,会阻止

下层构件在预应力筋张拉时混凝土弹性压缩的自由变形,待上层构件起吊后,由于摩阻力影响消失会增加混凝土弹性压缩的变形,从而引起预应力损失。该损失值随构件形式、隔离层和张拉方式而不同。为便于施工,可采取逐层加大超张拉的办法来弥补该预应力损失,但底层超张拉值不宜比顶层张拉力大5%(钢丝、钢绞线、热处理钢筋)或9%(冷拉Ⅱ~Ⅳ级钢筋),并且要保证底层构件的控制应力,冷拉Ⅱ~Ⅳ级钢筋不得大于95%的屈服强度值,钢丝、钢绞线和热处理钢筋不大于标准强度的80%。如隔离层的隔离效果好,也可采用同一张拉应力值。

12.预应力筋张拉锚固后,应随即进行孔道灌浆,以防止预应力筋锈蚀,增加结构的

抗裂性、耐久性和整体性。灌浆顺序应先下后上。曲线孔道灌浆宜由最低点注入水泥浆,至最高点排气孔排尽空气并溢出浓浆为止。

13.（1）钢筋冷拉是为了提高钢筋的设计强度，节省钢材。

（2）预应力筋的张拉是利用钢筋的弹性力对受拉区混凝土建立预应力，以提