预应力课后答案.doc

第十二章

12-1何谓预应力混凝土？为什么要对构件施加预应力？预应力混凝土的主要优点是什么？其基本原理是什么？
为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，通过施加外力，使得构件产生的拉应力减小，甚至处于压应力状态下的混凝土构件。 
   预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚 
1、提高了构件的抗裂度和刚度 
2、可以节约材料和减轻结构的自重 
3、减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力 
4、结构质量安全可靠 
5、可以提高结构的耐疲劳性能 
6、预加应力的方法更有利于装配式混凝土结构的推广，亦可作为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。 
在承受外荷载前，预先引入永久内应力（预加应力）以降低荷载应力或改善工作性能的配筋混凝土。预加应力的大小和分布规律，与外荷载产生的应力大小和分布规律相反，使之可以抵消由于外荷载产生的全部或部分拉应力。这样有预应力与外荷载产的应力叠加后，根据事先预加应力的大小，可使结构在使用状态下不出现拉应力、或推迟裂缝的出现，或将裂缝宽度控制在一定的限度内，这就是预应力的基本原理。
12-2什么是预应力度？对预应力混凝土构件如何分类？
公路桥规将受弯构件的预应力度入定义为由预加应力大小确定的消压弯矩Mo与外荷载产生的弯矩Ms的比值。
第I类：全预应力混凝土结构  入》=1 
第II类：部分预应力混凝土结构  0《入《1   
第III类：钢筋混凝土结构  入=0 
12-3预应力混凝土结构有什么优缺点？
优点：1提高了构件的抗裂度和刚度。
2可以节省材料，减少自重。
3可以减少混凝土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连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。此外，预应力还可以提高结构的耐疲劳性能。
缺点：1工艺较复杂，对施工质量要求甚高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍。
2需要有专门设备。
3预应力上拱度不易控制。
4预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。
12-4什么是先张法？先张法构件是按什么样的工序施工？先张法构件如何实现预应力筋的锚固?先张法构件有何优缺点？
先张法:即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。1预应力钢筋就位，准备张拉。2张拉并锚固，浇筑构件混凝土。3松锚，预应力钢筋回缩，制成预应力混凝土构件。先张法是靠工作锚具来传递和保持预加应力的。
优点：先张法施工简单,靠粘结力自锚,不必耗费特制锚具,临时锚具可以重复使用(一般称工具式锚具或夹具),大批量生产时经济,质量稳定.适用于中小型构件工厂化生产。  
缺点：需要较大的台座或成批的钢模、养护池等固定设备，一次性投资较大；预应力筋布置多数为直线型，曲线布置比较困难
12-5什么是后张法？后张法构件是按什么样的工序施工？后张法构件如何实现预应力筋的锚固?后张法构件有何优缺点？
后张法:即先浇筑构件混凝土，待混凝土结硬后，再张拉预应力钢筋并锚固的方法。1浇筑构件混凝土，预留孔道，穿入预应力钢筋。2千斤顶支于混凝土构件上，张拉预应力钢筋。3用锚具将预应力钢筋锚固后进行孔道压浆。后张法是靠工作锚具来传递和保持预加应力的。
优点：不需固定的台座设备，不受地点限制，适用施工现场生产大型预应力混凝土构件。
缺点：其工序较多，工艺复杂，锚具不能重复使用
12-6预应力混凝土构件对锚具有何要求？按传力锚固的受力原理，锚具如何分类？
要求：受力安全可靠；预应力损失要小；构造简单、紧凑，制作方便，用钢量少；张拉锚固方便迅速，设备简单。 分类：1依靠摩阻力锚固的锚具2依靠承压锚固的锚具3依靠黏结力锚固的锚具
12-7公路桥梁中常用的制孔器有哪些？
橡胶管制孔器、金属伸缩管制孔器、钢管制孔器
12-8预应力混凝土结构对所使用的混凝土有何要求？何谓高强度混凝土？
1必须抗压强度高2钢材强度越高，混凝土强度级别也相应要求提高。3混凝土能快硬、早强，以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高设备、模版等的利用率。
高强砼实质硬度和强度都比较高的混凝土，通常这种混凝土制作时要选用高强度的水泥和骨料，强度等级不小于C50的混凝土称为高强度混凝土。
12-9混凝土的收缩和徐变对预应力混凝土构件有何影响？如何配制收缩和徐变小的混凝土？
混凝土的收缩和徐变，使预应力混凝土构件缩短，因而将引起预应力钢筋中的预拉应力的下降，通常称此为预应力损失。预应力钢筋的预应力损失，也相应地使混凝土中的预压应力减小。混凝土的收缩和徐变值越大，则预应力损失值就越大，对预应力混凝土结构就越不利。
如何配制:(1)严格控制水灰比
(2)注意选用高强的等级水泥并宜控制水泥用量不大于500kg/m3
(3)注意选用优质活性掺合料，如硅粉，F矿粉等
(4)加强混凝土振捣与养生
12-10什么是混凝土的线性徐变？什么是混凝土的非线性徐变？影响徐变的主要因素有哪些？
当混凝土所承受的持续应力6c小于等于0.5Fck时，其徐变应变值Ec与混凝土应力6c之间，存在着线性关系，在此范围内的徐变变形则称为线性徐变。一般当混凝土应力6c大于0.6Fck，则徐变应变不再与6c成正比例关系，此时称为非线性徐变。因素：1荷载应力、持荷时间、混凝土的品质与加载龄期，以及构件尺寸和工作的环境等。
1、水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大。
2、砼骨料增加,徐变将变小。
3、砼强度等级越高徐变越小。
4、养护及使用环境湿度大时徐变小 
5、构件加载前砼强度大时徐变小。
6、构件截面的应力越大，.徐变越大。
12-11预应力混凝土结构对所使用的预应力钢筋有何要求？公路桥梁中常用的预应力钢筋有哪些？
1强度要求高2有较好的塑性3要具有良好的与混凝土粘结性能。4应力松弛损失要低。5 良好的耐腐蚀性能  钢绞线，消除应力钢丝和精轧螺纹钢筋。
12-12理解预应力混凝土结构的三种概念是什么？他们在分析和设计中有何作用？
1 .预加应力的目的将砼变成弹性材料。作用不是配筋而是给预压应力以改变砼性能的一种手段。
2.使高强度钢筋和砼共同作用。预先将预应力钢筋拉到一定的应力状态，在使用阶段预应力钢筋的应力增加幅度小，砼裂缝较细，这样二者可以一起工作
3. 预加应力的目的实现荷载平衡。认为是砼构件预先施加与使用荷载相反的载荷以抵消部分荷载，使受弯构件在给定荷载条件下不受挠曲应力。

第十三章
13-1预应力混凝土受弯构件在施工阶段和使用阶段的受力有何特点？
答：施工阶段中的预加应力承受的作用主要是偏心预压力，安装运输阶段认为预加力和梁的一期荷载但由于引起预应力损失的因素相继增加，使预加力要比预加应力阶段小。使用阶段构件承受偏心预加力和梁的一期恒载还有二期恒载。
13-2预应力混凝土梁的优越性是什么？决定预应力混凝土梁破坏弯矩的主要因素是什么？
答：优越性是承载力高，可以实现大跨，轻巧，建筑美观。原因:那就是外部作用力决定了弯矩。…(找不到答案)
13-3何谓预应力损失？何谓张拉控制应力？张拉控制应力的高低对构件有何影响？
答：预应力损失：预应力钢筋的预应力随着张拉、锚固过程和时间推移而降低的现象。
张拉控制预应力：指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。
影响：张拉控制应力可以提高构件的抗裂性、减少钢筋用量。过高使用钢筋在张拉或施工过程中被拉断、应力松弛损失增大、构件出现纵向裂缝也降低了构件的延性，过低降低构件的承载力。
13-4《公路桥规》中考虑的预应力损失主要有哪些？引起各项预应力损失的主要原因是什么？如何减小各项预应力损失？
答：(1)预应力筋与管道壁引起的应力损失，主要由管道的弯曲和和管道的位置偏差引起的。措施：1采用两端张拉减少θ值和和管道长度X值。2采用超张拉法
（2）锚具变形，钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失，主要由锚具收到的巨大压力引起的。措施：1采用超张拉2注意选用值小的锚具对短小构件有位重要
（3）钢筋与台座间的温差引起的应力损失，主要由温差变化引起的。采用二次升温的养护方法减少预应力损失
（4）混凝土弹性压缩引起的损失，主要由预压应力产生压缩变形引起的。采用超张拉法减少预应力损失
（5）钢筋松弛引起的预应力损失，主要由徐变变形引起的，采用超张拉发减少预应力损失（6）混凝土收缩和徐变引起的预应力损失，主要由混凝土收缩和徐变引起的。采用超张拉法减少预应力损失。
13-5何谓预应力钢筋的松弛？钢筋松弛有何特点？
与混凝土一样，钢筋在持久不变的应力作用下，也会产生随持续加荷时间延长而增加的徐变变形。钢筋松弛一般有以下特点：（1）钢筋初拉应力越高其应力松弛愈甚.（2）钢筋松弛量的大小与钢筋品质有关。（3）钢筋松弛与时间有关。（4）采用超张拉，可使钢筋应力松弛减少。（5）钢筋松弛与温度变化有。
13-6 何谓预应力钢筋的有效预应力？对先张法，后张法构件，其各阶段的预应力损失应如何组合？
有效预应力:预应力钢筋锚下控制应力扣除相应阶段的应力损失后实际存余的预拉应力值。
先张法构件的预应力钢筋张拉与对混凝土是假预应力是先后完全分开的两个工序，当预应力钢筋被放松对混凝土预加压力时，混凝土所产生的全部弹性压缩应变将引起预应力刚进的盈利损失；后张法构件预应力钢筋张拉时混凝土所产生的的弹性压缩是在张拉过程中完成的，故对于一次张拉完成的后张法构件，混凝土弹性压缩不会引起应力损失。

13-8为什么要进行构件的应力计算？应力计算包括哪些计算项目？
预应力混凝土构件由于施加预应力以后截面应力状态较为复杂，各个受力阶段均有其不同受力特点,除了计算构件承载力外，还要计算弹性阶段的构件应力。这些应力包括截面混凝土的法向压应力，钢筋的拉应力和斜截面混凝土的主压应力。构件抗裂通过梁体的混凝土主拉应力验算来控制。
13-10

13.12什么是截面抗弯效率指标？何谓束界？
答：对全预应力混凝土结构，在保证截面上、下边缘混凝土不出现拉应力的条件下，混凝土压应力的合力作用点只能限制在截面上、下核心点之间，内力偶臂的可能变化范围是上核心距与下核心距之和。因此可用参数λ=（ Ks+Kx）/h （h为梁的截面高度）来表示截面的抗弯效率，通常称为截面抗弯效率指标。束界：把由E1和E2两条曲线所围成的限制了钢丝束的布置范围
预应力钢筋的布置原则？1. 预应力钢筋的布置应使其重心线不超过束界范围 2. 预应力钢筋弯起的角度，应与所承受的剪力变化规律相配合 3应该符合构造要
求如何确定预应力钢筋的弯起点？1.从受剪考虑。根据经验在跨径的三分点到四分点之间开始弯起 2从受弯考虑，注意预应力钢筋弯起后的正截面抗弯承载力的要求 3满足斜截面抗弯承载力的要求
预应力钢筋弯起的曲线形状？圆弧线，抛物线，悬链线.钢结构的连接方式（焊缝连接的形式）按板件的相对位置分为：对接、搭接、T形连接和角部连接。按构造可分为：接焊缝和角焊缝。