1. 何謂預應力混凝土結構?為何施加預應力?
依人為需要,施加某一數值和分布的壓應力,用以部分或全部抵消外荷
載產生應力的鋼筋混凝土結構。
為了避免鋼筋混凝土結構過早出現裂縫,並充分利用高強鋼筋和高強混
凝土的強度,採用預應力混凝土結構。
2. 預應力混凝土結構有哪些特點?
預應力混凝土結構的主要優點:
1 提高構件的抗裂能力延緩開裂,減小裂縫寬度,甚至避免開裂。
2構件剛度增大,變形減小裂縫寬度小,甚至不開裂,構件的剛度大,撓度減小
3 減小構件截面尺寸,減輕自重,節約材料
混凝土有預應力,且使用高強鋼筋和高強混凝土,可減輕自重,節約材料
4 擴大了混凝土結構的應用範圍可用於防水,防滲,防腐蝕等要求的環境。
預應力混凝土結構的缺點:
1 構造、施工和計算複雜,製作技術較高,施工週期較長;
2 需要增設施加預應力的裝置,投入增加,少量使用不經濟;
3 構件延性相對較差。
3. 施加預應力的方法有哪兩種?兩種方法的區別有哪些?
先張法:在澆注混凝土之前,張拉預應力鋼筋的方法。
後張法:在結硬後的砼構件上張拉預應力鋼筋的方法。
4. 預應力混凝土的分類。
按預應力的施加方式分類
先張法後張法
按鋼筋和混凝土之間是否有粘結作用分類
有粘結預應力構件無粘結預應力構件
按預應力施加的程度分類
全預應力砼部分預應力砼
5. 預應力混凝土結構中鋼筋的種類有哪些?選用預應力鋼筋的原則是什麼?
預應力鋼筋的選用原則:
⑴ 強度高; ⑵ 與砼之間有良好的粘結性能;⑶ 良好的加工效能; ⑷ 具有一定的塑性。
★ 預應力鋼材的種類:
⑴ 中強度預應力鋼絲(光面、螺旋肋)
⑶ 消除應力鋼絲(光面、螺旋肋)
⑵ 預應力螺紋鋼筋(螺紋)
⑷ 鋼絞線由直徑5~6mm的高強度鋼絲捻成的。 分成1×3和1×7兩種。
6. 《規範》對於預應力混凝土結構中混凝土強度的要求是什麼?
★ 預應力混凝土結構對混凝土的要求:
⑴ 強度高。① 承受的預應力高(區域性受壓);
砼與鋼筋之間的粘結力高;
③ 比較經濟的截面;
⑵ 收縮、徐變小。→ 減小預應力損失。
⑶ 快硬、早強。→ 加快施工速度。
《砼規》規定:預應力混凝土結構的混凝土強度等級不宜低於c40,不應低於c30。
7. 錨具按錨固的原理分為哪幾類?
夾具和錨具主要靠摩阻、握裹和承壓錨固來夾住或錨住鋼筋
(1) 錐塞式錨具 (2)夾片式錨具(3)支承式錨具(4)握裹式錨具(固定端錨具)
8. 何謂張拉控制應力?張拉控制應力為什麼不能取太高?也不能取太低?
張拉預應力鋼筋時所控制的最大應力值,其值為張拉裝置所控制的總的張拉力除以預應力鋼筋面積得到的應力值。
① 個別鋼筋可能被拉斷,或使鋼筋產生較大塑性變形;尤其對於為減少預應力損失sl,而進行的超張拉。
② 在施工階段會使構件的某些部位受到拉力甚至開裂,對後張法構件有可能造成端部混凝土區域性受壓破壞。
③ scon越高,ncr與nu越接近,構件肯開裂即壞,破壞無明顯預兆,延性差。
scon過低 → 預應力小而且存在預應力損失sl→ 有效預應力spc更少 → 抗裂度和剛度提高就小 → 達不到預期的抗裂效果
8. 何謂預應力損失?預應力損失有哪幾種?減小每種預應力損失的措施是什麼?
9. 在施工和使用階段,預應力鋼筋中的預應力不斷降低的現象。
1. 張拉端錨具變形和鋼筋內縮引起的預應力損失 l1
★減小a:a. 選變形小、錨固好的錨具; b. 少用墊塊。
★增大l:增加台座長度(先張法);當l≥100m時,sl1=0。
2. 預應力筋與孔道壁間摩擦引起sl2 →後張法
①對較長的構件可在兩端進行張拉;
計算中孔道長度可按構件的一半長度計算,但會增加sl1,應用時要慎重。
②採用超張拉。
3. 砼加熱養護時,預應力筋與張拉裝置間溫差產生的預應力損失sl3 →先張法
①採用二次公升溫養護。常溫養護→砼強度達到c7.5~c10 →逐漸公升溫養護。
②在鋼模上張拉預應力鋼筋。鋼模和構件一起公升溫
4. 鋼筋應力鬆弛引起的預應力損失sl4(《規範》表10.2.1)
採用超張拉和低鬆弛鋼筋。
①高應力短時間的鬆弛損失比低應力的多;
②持荷兩分鐘,可使部分鬆弛損失發生在錨固前。
5. 混凝土收縮、徐變的預應力損失sl5, s'l5
① 採用高標號水泥,減少水泥用量,降低水灰比;
② 採用級配良好的骨料,加強振搗,提高混凝土的密實性;
③ 加強養護,以減少混凝土的收縮;
④ 控制混凝土應力spc,要求spc≤0.5fcu。
6. 螺旋式預應力鋼筋作配筋的環形構件區域性擠壓混凝土引起的預應力損失sl6 →後張法構件
10. 先張法和後張法預應力損失是怎樣組合的?
11. 掌握先張法和後張法軸心受拉構件的各階段應力分析,能夠推導預應力鋼筋,非預應力鋼筋和混凝土的應力,並能進行簡單的設計驗算。
12. 軸心受拉構件先張法和後張法計算公式的比較。
⑴ 鋼筋的應力
① 非預應力筋:公式形式完全相同。說明非預應力鋼筋與混凝土的變形協調起點相同。
② 預應力鋼筋:後張法較先張法應力大,多了aespc,因為後張法在張拉鋼筋時,壓縮混凝土,兩者變形協調起點不同。
⑵ 混凝土應力
兩種方法的公式形式基本相同,但施工階段對構件施加的預壓力spcii不同。因為a0>an,所以當scon,材料和b×h相同時,後張法的spcii比先張法的大。
反之,當要求相同條件下兩種方法的spcii相等時,先張法的張拉控制應力scon應大於後張法構件。
⑶ 軸向拉力
使用階段n0、ncr、nu形式相同,面積均為換算截面面積,但一般情況下先張法和後張法的spcii值不同,所以n0、ncr、nu的值不同。
13. 預應力混凝土結構與鋼筋混凝土結構的比較。
★預應力砼構件與普通鋼筋砼構件比較
① 預應力構件從製作→使用→破壞,預應力鋼筋始終處於高應力狀態,砼在n0前始終處於受壓狀態。因此較普通砼構件,充分發揮了兩種材料的效能。
② 當材料強度等級、截面面積和構件截面尺寸相同時,預應力砼構件與普通鋼筋砼構件具有相同的極限承載力,即預加應力既不會提高構件的承載能力。
③ 預應力砼構件的開裂荷載ncr大大高於普通鋼筋砼構件,因此構件的抗裂度大大提高,這正是對構件施加預應力的目的所在。
但預應力構件出現裂縫的荷載值與破壞荷載值比較接近,故延性較差。
14. 預應力混凝土軸心受拉構件設計計算的內容有哪些?
使用階段承載力計算抗裂度驗算和裂縫寬度驗算軸心受拉構件施工階段驗算
15. 《規範》的裂縫控制等級及相應的計算公式。
按荷載效應的標準組合並考慮長期作用影響計算的最大裂縫寬度
★對二a 類環境的預應力混凝土構件,尚應按荷載準永久組合計算,構件受拉邊緣混凝土的拉應力不應大於混凝土的抗拉強度標準值。
16. 軸心受拉構件施工階段驗算的公式。
17. 區域性受壓承載力計算的內容包括哪些?
後張法構件錨固墊板下區域性受壓承載力計算
①區域性受壓截面尺寸驗算。
②區域性受壓承載力計算。
18. 預應力混凝土受彎構件施工階段的計算公式。
19. 預應力混凝土受彎構件設計計算的內容有哪些?
1.受彎構件正截面承載力計算
2.任意位置處預應力鋼筋和非預應力鋼筋應力的計算
3.破壞時壓區預應力鋼筋的應力
20. 正截面受彎承載力計算中預應力混凝土與鋼筋混凝土的區別。
21. 為什麼施加預應力會提高構件的抗剪承載力?
①抑制了斜裂縫的出現和開展;②增加了砼剪壓區的高度和骨料咬合力。
22. 預應力混凝土受彎構件斜截面抗裂驗算的原理是什麼?《規範》的要求是什麼?
在斜裂縫出現前,構件基本處於彈性階段,可按材力方法計算主應力。構件中各砼微單元除了受由荷載引起的正應力和剪應力外,還承受由預應力鋼筋所引起的預應力。
⑴一級——嚴格要求不出現裂縫的構件。在荷載效應標準組合下
⑵二級——一般要求不出現裂縫的構件。在荷載效應標準組合下
⑶裂縫控制等級為**——允許出現裂縫的構件。按荷載效應的標準組合並考慮長期作用影響
★對二a 類環境的預應力混凝土構件,尚應按荷載準永久組合計算,構件受拉邊緣混凝土的拉應力不應大於混凝土的抗拉強度標準值。
23. 預應力混凝土受彎構件撓度包括哪兩個部分?
一部分則是受荷後產生的撓度f1;另一部分是由預加應力產生的反拱f2
24. 預應力反拱的計算原理是什麼?
可用結構力學方法按剛度eci0進行計算。即按兩端有彎矩(等於npep)作用的簡支梁計算。
25. 預應力混凝土受彎構件施工階段驗算的原理是什麼?
《砼規》是通過限制邊緣纖維混凝土應力值的方法,來滿足預壓區不允許或允許出現裂縫的要求,同時保證預壓區的抗壓強度。
⑴ 對混凝土構件施加預應力可以提高構件的抗裂性。
⑵ 預應力的大小可人為地根據需要調整。
⑶ 在使用荷載作用下,構件在開裂前處於彈性工作階段。材料力學的公式完全適用。
⑷ 施加預應力對構件正截面承載力無明顯影響。
預應力混凝土適用的結構
1大跨度和承受重荷載結構
2對抗裂度有特殊要求的結構
3適用於高聳結構
4大量製造的預製構件
5 特殊要求的一般建築,如層高、樑高和截面尺寸受限。
★由公式說明的問題:
①sl5與相對初應力spc/f'cu為線性關係,因此要滿足spc≤0.5f'cu。否則,會導致預應力損失顯著增大。可見,過大的預應力或放張時過低的砼抗壓強度均是不妥的。
②後張法的sl5值比先張法的低,因為後張法構件在施加預應力時,砼已完成了部分收縮。
★組合時應注意的問題
⑴考慮到應力損失計算值與實際損失尚有誤差,為了保證預應力構件抗裂效能。《砼規》規定了總預應力損失的最小值,即當計算所得的總預應力損失值sl =sli +slii小於下列數值時,應按下列數值取用:
先張法構件:100n/mm2;後張法構件:80n/mm2。
⑵後張法構件的預應力鋼筋採用分批張拉時,應考慮後批張拉鋼筋所產生的混凝土彈性壓縮(或伸長)對先批張拉鋼筋的影響,可將先批張拉鋼筋的張拉控制應力值scon增加或減小aespci。此處,spci為後批張拉鋼筋在先批張拉鋼筋重心處產生的混凝土法向應力。
對製作預應力混凝土中預應力損失的研究
摘要 對構件施加預應力,可以提高構件的抗裂度和剛度,改善構件正常使用階段的效能,從而在本質上克服了鋼筋混凝土構件的缺點,並為使用高強度鋼材和高強度混凝土創造了條件。採用通過查閱教科書 期刊 計算等手段,認為由於預應力施加的方法不同,預應力的損失也不同,最後得出預應力混凝土構件在製作過程中,預壓區的混...
橋梁預應力混凝土構件驗算專案總結
抗裂驗算 1.規範中不管 短期彎矩設計值在下緣引起的拉應力 還是 預應力在下緣引起的壓應力 都是按正值計算的,所以規定了二者相減後 即壓應力要大於拉應力,不出現拉應力。2.橋博中由於規定了壓應力為正,拉應力為負,所以驗算結果表達為 0,即不出現拉應力 負值 3.橋博中通過圖形編輯器得到的上下緣最大最...
預應力混凝土施工方案
第一章總則 1 目的 為了保質 保量完成ywkl201 ywlk301有粘接預應力梁,預應力工程施工,明確各施工方的責任 義務編制本方案,作為施工指導依據。總體施工布置 1.管理形式 由甲方專案經理部領導下的預應力專業施工單位進行施工,服從甲方領導和管理。2.原材料 採用直徑 15.24極限強度標準...