应惠清《土木工程施工(上册)》(第2版)课后习题(第四章 预应力混凝土工程——第六章 钢结构工程)【

第四章预应力混凝土工程

（一）思考题

1．常用的预应力钢筋有几种？

答：常用的预应力钢筋有高强钢筋、高强度钢丝、钢绞线、无粘结预应力钢筋、非金属预应力钢筋和非预应力钢筋。

①高强钢筋可分为冷拉热轧低合金钢筋和热处理低合金钢筋两种。冷拉钢筋是指经过冷拉提高了屈服强度的热轧低合金钢筋。

②高强度钢丝是由高碳钢盘条经淬火、酸洗、冷拔制成。为了消除钢丝拉拔中产生的内应力，还需经过矫直回火处理。

③钢绞线是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合，再经低温回火处理即可。

④无粘结预应力筋是一种在施加预应力后沿全长与周围混凝土不粘结的预应力筋，它由预应力钢材、涂料层和包裹层组成。

⑤非金属预应力筋主要是指用纤维增强塑料（简称FRP）制成的预应力筋，主要有玻璃纤维增强塑料（GFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP）及碳纤维增强塑料（CFRP）预应力筋等几种形式。

⑥预应力混凝土结构中一般也均配置有非预应力钢筋，非预应力钢筋可选用热轧钢筋HRB335以及HRB400，也可采用HPB235或RRB400，箍筋宜选用热轧钢筋HPB235。

2．试述先张法的施工工艺特点。

答：先张法的施工工艺特点是：先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预

应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土养护达到不低于混凝土设计强度值的75％，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。先张法一般仅适用于生产中小型构件，在固定的预制厂生产。

3．试述先张法台座的设计要点。

答：用台座法生产预应力混凝土构件时，预应力筋锚固在台座横梁上，台座承受全部预应力的拉力，应有足够的强度、刚度和稳定度，以避免台座变形、倾覆和滑移引起的预应力损失。台座由台面、横梁和承力结构等组成。根据承力结构的不同，台座分为墩式台座、槽式台座、桩式台座等。

4．试分析锚具的自锁与自锚。

答：夹具本身须具备自锁和自锚能力。自锁即锥销、齿板或锲块打入后不会反弹而脱出的能力；自锚即预应力筋张拉中能可靠地锚固而不被从夹具中拉出的能力。

5．先张法钢筋张拉与放张时应注意哪些问题？

答：（1）先张法钢筋张拉应注意的问题是：

①预应力筋张拉应根据设计要求进行。当进行多根成组张拉时，应先调整各预应力筋的初应力，使其长度和松紧一致，以保证张拉后各预应力筋的应力一致。

②张拉时的控制应力按设计规定。控制应力的数值影响预应力的效果。控制应力高，建立的预应力值则大。

③此外，施工中为减少由于松弛等原因造成的预应力损失，一般要进行超张拉，如果原

定的控制应力过高，再加上超张拉就可能使钢筋的应力超过流限。

（2）先张法钢筋放张时应注意的问题是：

①混凝土强度达到设计规定的数值（一般不小于混凝土标准强度的75％）后，才可放松预应力筋。

②预应力筋放松应根据配筋情况和数量，选用正确的方法和顺序，否则易引起构件翘曲、开裂和断筋等现象。

③当预应力筋采用钢丝时，配筋不多的中小型钢筋混凝土构件，钢丝可用砂轮锯或切断机切断等方法放松。

6．试述各种后张法锚具的性能。

答：各种后张法锚具的性能如下：

（1）支承式锚具

支承式锚具主要包括螺母锚具和镦头锚具两种。

①螺母锚具。螺母锚具属于螺母锚具类，它由螺丝端杆、螺母和垫板三部分组成。型号有LM18～LM36，适用于直径18～36mm的预应力钢筋。

②镦头锚具。镦头锚具的优点是操作简便迅速，不会出现锥形锚易发生的“滑丝”现象，故不发生相应的预应力损失。这种锚具的缺点是下料长度要求很精确，否则，在张拉时会因各钢丝受力不均匀而发生断丝现象。

（2）锥塞式锚具

锥塞式锚具主要包括锥形锚具和锥形螺杆锚具两种类型。

①锥形锚具。锥形锚具的尺寸较小，便于分散布置。缺点是易产生单根滑丝现象，钢丝回缩量较大，所引起的应力损失亦大，并且滑丝后无法重复张拉和接长，应力损失很难补救。

此外，钢丝锚固时呈辐射状态，弯折处受力较大。

②锥形螺杆锚具用于锚固14～28根直径5mm的钢丝束。它由锥形螺杆、套筒、螺母等组成。锥形螺杆锚具一般与拉杆式千斤顶配套使用，也可采用穿心式千斤顶。

（3）夹片式锚具

夹片式锚具主要包括JM型锚具、XM型锚具、QM及OVM型锚具、BM型锚具四种类型。

①JM型锚具。JM型锚具性能好，锚固时钢筋束或钢绞线束被单根夹紧，不受直径误差的影响，且预应力筋是在呈直线状态下被张拉和锚固，受力性能好。

②XM型锚具。XM以型锚具具有通用性强、性能可靠、施工方便、便于高空作业的特点。

③QM及OVM型锚具。QM型锚具也属于多孔夹片锚具，它适用于钢绞线束。该锚具由锚板与夹片组成。OVM型锚具是在QM型锚具的基础上，将夹片改为二片式，并在夹片背部上部锯有一条弹性槽，以提高锚固性能。

④BM型锚具。BM型锚具是一种新型的夹片式扁形群锚，简称扁锚。扁锚的优点是：张拉槽口扁小，可减小混凝土板厚，便于梁的预应力筋按实际需要切断后锚固，有利于节省钢材；钢绞线单根张拉，施工方便。

（4）握裹式锚具

握裹式锚具主要包括挤压锚具和压花锚具两种类型。

①挤压锚具。挤压锚具是利用液压压头机将套筒挤紧在钢绞线端头上的一种锚具。这种锚具适用于构件端部的设计力大或端部尺寸受到限制的情况。

②压花锚具。压花锚具是利用液压压花机将钢绞线端头压成梨形散花状的一种锚具。

7．预应力锚具分为哪两类？锚具的效率系数的含义是什么？

答：（1）预应力锚具一般分为张拉端锚具和固定端锚具。

（2）锚具的效率系数是指预应力筋与锚具组装件的实际拉断力与预应力筋的理论拉断力之比。

8．预应力钢筋、锚其、张拉机械应如何配套使用？

答：见表4-1

表4-1 预应力筋、锚具及张拉机械的配套选用

9．如何计算预应力筋下料长度？计算时应考虑哪些因素？

答：（1）预应力筋钢筋部分的成品长度为l o，预应力筋钢筋部分的下料长度为：

式中，L0为预应力筋中钢筋冷拉完成后的长度；L为预应力筋中钢筋下料长度；l0为每个对焊接头的压缩长度（约等于钢筋直径d）；n为对焊接头的数量；γ为钢筋冷拉伸长率