电大《建筑结构》5预应力混凝土构件设计

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1、5预应力混凝土构件设计1．为什么在普通钢筋混凝土结构中不能充分发挥采用高强度钢筋与高等级混凝土的作用？答：钢筋混凝土构件的最大缺点是抗裂性能差。由于混凝土的极限拉应变很小，在使用荷载作用下受拉区混凝土均已开裂，使构件的刚度降低，变形增大。对于使用时允许裂缝宽度为0.2～0.3的构件，受拉钢筋应力只能达到150～250左右，当应力达到较高值时，构件裂缝宽度将过大而无法满足使用要求，因此在普通钢筋混凝土结构中不能充分发挥采用高强度钢筋的作用，相应的也不可能充分发挥高等级混凝土的作用。 2．为什么说预应力混凝土是改善构件抗裂性能的有效途

2、径？答：预应力混凝土是改善构件抗裂性能的有效途径。在混凝土构件承受外荷载之前对其受拉区预先施加压应力，就成为预应力混凝土结构。预压应力可以部分或全部抵消外荷载产生的拉应力，因而可推迟甚至避免裂缝的出现。 3．根据制作、设计和施工的特点，预应力混凝土有哪些分类？答：根据制作、设计和施工的特点，预应力混凝土有不同的分类。（1）先张法与后张法：先张法是制作预应力混凝土构件时，先张拉预应力钢筋后浇筑混凝土的一种方法；而后张法是先浇筑混凝土，待混凝土达到规定强度后再张拉预应力钢筋的一种预加应力方法。（2）全预应力和部分预应力：全预应力是在使

3、用荷载作用下，构件截面混凝土不出现拉应力，即为全截面受压。部分预应力是在使用荷载作用下．构件截面混凝土允许出现拉应力或开裂，即只有部分截面受压。部分预应力又分为A，B两类，A类指在使用荷载作用下，构件预压区混凝土正截面的拉应力不超过规定的容许值；B类则指在使用荷载作用下，构件预压区混凝土正截面的拉应力允许超过规定的限值，但裂宽度不超过容许值。 4．先张法施加预应力的基本工序如何？先张法的预应力是如何传递的？先张法适用于什么情况？答：（1）先张法施加预应力的基本工序为：1)在台座(或钢模)上用张拉机具张拉预应力钢筋至控制应力，并用夹

4、具临时固定；2)支模并浇灌混凝土；3)养护混凝土(一般为蒸汽养护)至设计强度的75％以上时，切断预应力钢筋。（2）先张法构件是通过预应力钢筋与混凝土之间的粘结力传递预应力的。（3）先张法适用于在预制厂大批制作中、小型构件，如预应力混凝土楼板、屋面板、梁等。 5．后张法施加预应力的基本工序如何？后张法的预应力是如何传递的？后张法适用于什么情况？答：（1）后张法施加预应力的基本工序：1)浇筑混凝土构件，并预留孔道；2)养护混凝土到规定强度值； 3)在孔道中穿筋，并在构件上用张拉机具张拉预应力钢筋至控制应力；4)张拉端用锚具锚住预应力钢

5、筋，并在孔道内压力灌浆。（2）后张法构件是依靠其两端的锚具锚住预应力钢筋并传递预应力的。因此，锚具是构件的一部分，是永久性的，不能重复使用。（3）后张法适用于在施工现场制作大型构件，如预应力屋架、吊车梁、大跨度桥梁等。 6．预应力混凝土与普通钢筋混凝土相比，有哪些特点？答：预应力混凝土与普通钢筋混凝土相比，有如下特点：（1）提高了构件的抗裂能力因为承受外荷载之前，受拉区已有预压应力存在，所以在外荷载作用下只有当混凝土的预压应力被全部抵消转而受拉且拉应变超过混凝土的极限拉应变时，构件才会开裂。（2）增大了构件的刚度因为预应力混凝土构

6、件正常使用时，在荷载效应标准组合下可能不开裂或只有很小的裂缝，混凝土基本上处于弹性阶段工作，因而构件的刚度比普通钢筋混凝土构件有所增大。（3）充分利用高强度材料如前所述，普通钢筋混凝土构件不能充分利用高强度材料。而预应力混凝土构件中，预应力钢筋先被预拉，而后在外荷载作用下钢筋拉应力进一步增大，因而始终处于高拉应力状态，即能够有效利用高强度钢筋；而且钢筋的强度高，可以减小所需要的钢筋截面面积。与此同时，应该尽可能采用强度等级较高的混凝土，以便与高强度钢筋相配合，获得较经济的构件截面尺寸。（4）扩大了构件的应用范围由于预应力混凝土改善

7、了构件的抗裂性能，因而可用于有防水、抗渗透及抗腐蚀要求的环境；采用高强度材料，结构轻巧，刚度大、变形小，可用于大跨度、重荷载及承受反复荷载的结构。 7．预应力钢筋可分为哪三类？预应力钢筋的受力特点是什么？预应力钢筋需满足哪些要求？答：预应力钢筋可分为钢筋、钢丝和钢绞线三大类。《混凝土结构设计规范》规定，预应力钢筋宜采用钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。预应力钢筋的受力特点是从构件的制作到使用阶段，始终处于高应力状态。预应力钢筋需满足的要求：高强度；具有一定的塑性；良好的加工性能；与混凝土有较好的粘结强度。 8．预应力混凝土对混凝土

8、的性能要求？预应力构件的混凝土强度等级如何选取？答：预应力混凝土对混凝土的性能要求：强度高：只有高强度混凝土才能充分发挥高强度钢筋的性能，可以有效的减小构件截面尺寸和减轻自重，粘结强度也与混凝土强度等级有关；收缩、徐变小；快硬、早强；弹性模量高。《