混凝土结构设计原理 课件及试题9

第九章 预应力混凝土构件

本章的意义和内容：

本章讲述了预应力混凝土的基本知识、预应力混凝土构件设计的一般规定、预应力混凝土轴心受拉构件的应力分析、预应力混凝土轴心受拉构件的计算和验算、预应力混凝土受弯构件的应力分析与设计计算以及预应力混凝土的构造要求。

通过本章的学习，使学生对预应力混凝土有全面的了解，并使学生掌握了以下的重点、难点：

1. 预应力混凝土构件的工作原理，预应力混凝土改善了普通混凝土构件抗裂性差、刚度小、变形大、不能充分利用高强材料、适用范围受到限制的缺陷，可以运用到有防水、抗渗要求的特殊环境及大跨、重荷载结构。

2. 施加预应力的方法：先张法、后张法。先张法是靠预应力钢筋和混凝土粘结力传递预应力的，在构件端部有预应力传递长度；后张法是依靠锚具传递预应力的，端部处于局压的应力状态。

3. 张拉控制应力con σ的取值。con σ的大小对预应力混凝土构件非常重要，取值过高对构件安全有影响，过低预应力效果不好，因此张拉控制应力的取值应适当。

4. 与普通混凝土构件不同，预应力混凝土应采用高强钢筋和高强混凝土，对使用的锚具要求及施工要求比普通混凝土构件要更高。

5. 各项预应力损失的原因，损失的分析、计算方法以和减少各项损失的措施，以及先张法、后张法各有哪些损失，第一批和第二批损失是哪些组合。

6. 预应力混凝土轴心受拉构件，从施加预应力到施加荷载构件破坏经历了六个特殊阶段，各个阶段混凝土、钢筋的应力、应变情况，先张法和后张法有何相同点和不同点。

7. 预应力混凝土构件在外荷载作用后的使用阶段，两种极限状态的计算与普通混凝土构件类似，为了保证施工阶段构件的安全性，应进行相关的验算。对后张法构件还应计算端部的局压承载力。

预应力混凝土受弯构件除了同普通混凝土受弯构件要进行使用阶段的承载能力计算（正截面、斜截面）、使用阶段的抗裂验算、使用阶段的变形验算，还要进行施工阶段的强度及抗裂验算。

一、概 念 题

（一）填空题

1．先张法构件的预应力总损失至少应取 ，后张法构件的预应力总损失至少应取 。

2．预应力混凝土中，混凝土的强度等级一般不宜低于 ，当采用高强钢丝、钢绞线时，强度等级一般不宜低于 。

3．已知各项预应力损失：锚具损失1σl ；管道摩擦损失2σl ；温差损失3σl ；钢筋松弛损失4σl ；混凝土收缩和徐变损失5σl ；螺旋式钢筋对混凝土的挤压损失6σl 。先张法混凝土预压前（第一批）损失为 ；混凝土预压后（第二批）损失为 ；预应力总损失为 。后张法混凝土预压前（第一批）损失为 ；混凝土预压后（第二批）损失为 ；预应力总损失为 。

4．施加预应力时混凝土立方体强度应经计算确定，但不低于设计强度的 。

5．影响混凝土局压强度的主要因素是 ； ； 。

6．先张法预应力混凝土轴心受拉构件，当加荷至混凝土即将出现裂缝时，预应力钢筋的应力是 。

7．预应力混凝土轴心受拉构件（对于一般要求不出现裂缝的构件）进行抗裂验算时，对荷载效应的标准组合下应符合 ，在荷载效应的准永久组合下，宜符合 。

8．预应力混凝土轴心受拉构件（对于严格要求不出现裂缝的构件）进行抗裂验算时，对荷载效应的标准组合下应符合 。

9．为了保证在张拉（或放松）预应力钢筋时，混凝土不被压碎，混凝土的预压应力 cc σ应符合 。其中先张法的cc σ应为 ，后张法的cc σ应为 。

10．轴心受拉构件施工阶段的验算包括 、 两个方面的验算。

11．在进行预应力混凝土受弯构件斜截面抗裂验算时，对严格要求不出现裂缝的构件应符合 、 。对一般要求不出现裂缝的构件应符合 、 。

12．施加预应力的方法有 、 。

13．全预应力是指 。部分预应力是指 。

14．有粘结预应力是指 。无粘结预应力是指 。

15．张拉控制应力是指 。

16．先张法轴心受拉构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力为 ，完成第二批损失时，混凝土的预压应力为 。

17．后张法轴心受拉构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力为 ，完成第二批损失时，混凝土的预压应力为 。

18．先张法轴心受拉构件在使用阶段，当加荷至预压应力被抵消时，构件承担外荷载产生的轴向拉力为 ；继续加荷至混凝土即将开裂，相应的轴向拉力为 ；当加荷至构件破坏时，相应的轴向拉力为 。

19．后张法轴心受拉构件在使用阶段，当加荷至预压应力被抵消时，构件承担外荷载产生的轴向拉力为 ；继续加荷至混凝土即将开裂，相应的轴向拉力为 ；当加荷至构件破坏时，相应的轴向拉力为 。

20．预应力混凝土轴心受拉构件使用阶段正截面承载能力的计算公式为 ；其荷载效应及材料强度均采用 。

21．预应力混凝土轴心受拉构件，对严格要求不出现裂缝的构件，应满足 ；对一般要求不出现裂缝的构件，应满足 和 ；对允许出现裂缝的构件，应满足 。

22．先张法预应力混凝土受弯构件，第一批损失完成后，受拉区预应力钢筋的应力为 ；第二批损失完成后，当分别加荷至受拉区和受压区预应力钢筋各自合力点处混凝土法向应力等于零时，受拉区预应力钢筋的应力为 ，受压区预应力钢筋的应力为 。

23．后张法预应力混凝土受弯构件，第一批损失完成后，受拉区预应力钢筋的应力为 ；第二批损失完成后，当分别加荷至受拉区和受压区预应力钢筋各自合力点处混凝土法向应力等于零时，受拉区预应力钢筋的应力为 ，受压区预应力钢筋的应力为 。

24．预应力混凝土受弯构件由预加力产生的混凝土法向应力，先张法构件pc σ为 ；后张法构件pc σ为 。

25．先张法构件是依靠 传递预应力的，后张法构件是依靠

传递预应力的。

（二）选择题

1．其他条件相同时，预应力混凝土构件的延性通常比普通混凝土构件的延性[ ]。 a 、 相同 b 、大些 c 、小些 d 、大很多

2．预应力混凝土与普通混凝土相比，提高了[ ]。

a 、正截面承载能力

b 、抗裂性能

c 、延性

3．全预应力混凝土在使用荷载作用下，构件截面混凝土[ ]。

a 、不出现拉应力

b 、允许出现拉应力

c 、不出现压应力

d 、允许出现压应力

4．部分预应力混凝土在使用荷载作用下，构件截面混凝土[ ]。

a 、不出现拉应力

b 、允许出现拉应力

c 、不出现压应力

d 、允许出现压应力

5．预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于[ ]。

a 、 C25

b 、 C30

c 、 C40

d 、C45

6．预应力混凝土构件，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋做预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于[ ]。

a 、 C25

b 、 C30

c 、 C40

d 、C45

7．《规范》规定预应力钢筋的张拉控制应力值不宜超过规定的张拉控制应力限值，且不应小于[ ]。

a 、 ptk f

b 、 ptk f

c 、 ptk f

d 、ptk f

8．先张法预应力混凝土构件，在混凝土预压前（第一批）的损失为[ ]。

a 、 431σσσl l l ++

b 、 321σσσl l l ++

c 、 21σσl l +

d 、4321σσσσl l l l +++

9．后张法预应力混凝土构件，在混凝土预压前（第一批）的损失为[ ]。

a 、 4321σσσσl l l l +++

b 、 321σσσl l l ++

c 、 21σσl l +

d 、431σσσl l l ++

10．先张法预应力混凝土构件，在混凝土预压后（第二批）的损失为[ ]。

a 、 654σσσl l l ++

b 、 543σσσl l l ++

c 、 5σl

d 、54σσl l +

11．后张法预应力混凝土构件，在混凝土预压后（第二批）的损失为[ ]。

a 、 654σσσl l l ++

b 、 543σσσl l l ++

c 、 5σl

d 、54σσl l +

12．先张法预应力混凝土构件求得的预应力总损失值不应小于[ ]。

a 、 80N/mm 2

b 、 100N/mm 2

c 、 90 N/mm 2

d 、110 N/mm 2

13．后张法预应力混凝土构件求得的预应力总损失值不应小于[ ]。

a 、 80N/mm 2

b 、 100N/mm 2

c 、 90 N/mm 2

d 、110 N/mm 2

14．先张法预应力混凝土构件完成第一批损失时，预应力钢筋的应力值pc σ为[ ]。 a 、pcI E lI con σασσ-- b 、lI con σσ- c 、pcI E l con σασσ1-- d 、1σσl con -

15．后张法预应力混凝土构件完成第一批损失时，预应力钢筋的应力值pc σ为[ ]。 a 、pcI E lI con σασσ-- b 、lI con σσ- c 、 pcI E l con σασσ1-- d 、1σσl con -

16．先张法预应力混凝土构件完成第二批损失时，预应力钢筋的应力值pc σ为[ ]。 a 、 l con σσ- b 、 lII con σσ- c 、 pcII E l con σασσ-- d 、2σσl con -