7-1什麼叫預應力混凝土結構?為什麼對構件要施加預應力?
答:(1)所謂預應力砼構件就是在構件受荷之前(製作階段),人為給拉區砼施加預壓應力,受荷之後(使用階段)首先要抵消拉區砼的預壓應力,若再加荷拉區砼開裂,直至破壞為止。
(2)普通混凝土抗裂性很差 。 混凝土的極限拉應變很低,只有0.0001~0.0015,這時鋼筋應力僅20~30n/mm2,另外提高混凝土的強度也不明顯
高強材料得不到充分應用 。裂縫寬度一般應限制在0.2~0.3mm以內,受拉鋼筋應力最高也只能達到150~250n/mm2
結構自重大使用效能不好。普通混凝土結構不能適應現代化建設大跨度和大空間的需要,因為無法採用高強度的材料,勢必導致截面尺寸過大和自重過大。
7-2 為什麼在普通鋼筋混凝土中不能有效地利用高強鋼材和高強混凝土?而在預力混凝土結構中卻必須採用高強鋼材和高強混凝土?
答:(1)混凝土的極限拉應變很低,只有0.0001~0.
0015,這時鋼筋應力僅20~30n/mm2,另外提高混凝土的強度也不明顯,普通混凝土抗裂性很差 ;對於允許開裂構件,裂縫寬度一般應限制在0.2~0.3mm以內,這時受拉鋼筋應力最高也只能達到150~250n/mm2;綜上分析可知;高強材料得不到充分應用.
(2)從製作到使用過程中鋼筋實現的,鋼筋一直處於高拉應力狀態,同時還存在預應力損失,所以鋼筋強度要高;製作過程中,預壓區的混凝土受到比較的壓應力,所以混凝土強度也必須要高;預應力結構採用大跨度結構為了減輕自重,減小截面尺寸,也必然採用高強材料。
7-3比較普通鋼筋混凝土結構和預應力鋼筋混凝土結構的區別,它們各自有何優缺點?
答:(1)預應力混凝土結構中,混凝土的強度等級要高,鋼筋的強度也要高;普通混凝土結構中採用高強材料不能充分應用。
(2) 預應力程度較高預應力混凝土結構,效能如同均質彈性材料。而普通鋼筋混凝土在使用荷載作用下的效能是非線性的。
(3) 預應力混凝土結構剛度大,撓度小,裂縫寬度小。
(4) 一旦預應力被克服後,預應力混凝土和普通混凝土結構就沒有本質上的不同,因而正截面承載力是一樣的;
(4) 預應力混凝土梁的斜截面抗剪強度高於普通混凝土,因而預應力混凝土梁的腹板可做得較薄,大大減輕了自重。
7-4施加預應力的方法有哪幾種?它們的主要區別是什麼?
7-5預應力混凝土對材料有哪些要求?
答:(1)預應力鋼筋的強度高、具有一定的塑性,具有良好的加工效能,以滿足對鋼筋焊接、鐓粗的加工要求,具有低鬆弛性和與混凝土良好的粘結性能,通常採用『刻痕』或『壓波』方法來提高與混凝土粘結強度。
優先使用預應力鋼絞線、鋼絲和熱處理鋼筋。
(2)要求採用高強混凝土,徐變較小,強度早期發展較快。
一般預應力混凝土構件的混凝土強度等級不低於c30,當採用高強鋼絲時不低於c40。
7-6什麼是張拉控制應力?為什麼其取值不能過高或過低?與哪些因素有關?
答:(1)張拉控制應力是指預應力鋼筋在張拉時,所控制達到的最大應力值。其值為張拉裝置(如千斤頂上的油壓表)所指示的總張拉力除以預應力鋼筋截面面積而得出的應力值,以σcon表示。
(2)如果σcon取值過低,則預應力鋼筋經過各種損失後,對混凝土產生的預壓應力過小,預應力混凝土的效果不明顯;
(3) 如果σcon取得太高,可能出現下列問題:
預應力鋼筋已超過實際屈服強度而失去回縮能力,或已發生脆斷。現象。
構件的開裂荷載與破壞荷載接近,使構件在破壞前無明顯預兆,構件的延性較差。
7-7預應力損失有哪些?它們是如何產生的?採取什麼措施可以減少這些損失?
答:1.錨固損失s11:
原因:錨具變形引起預應力筋的回縮、滑移。
措施:①選擇變形小或預應力鋼筋內縮小的錨具,儘量減少墊板數;
②對先張法構件,選擇長台座。
2.摩擦損失s12 :
原因:在預應力筋張拉過程中,後張法預應力筋與孔道壁之間的摩擦,先張法預應力筋與錨具之間以及折點處的摩擦,也會使張拉應力造成損失。
措施:①對較長的構件可在兩端進行張拉;②採用超張拉。
3.溫差損失s13 :
原因:先張法中的熱養護引起的溫差損失
措施: ①採用二次公升溫養護。 ②在鋼模上張拉預應力鋼筋。
4.應力鬆弛損失σl4
原因:長度不變的預應力筋,在高應力的長期作用下會產生鬆弛,會引起預應力損失。
措施:超張拉或者鬆弛小的預應力鋼筋。
5.混凝土的收縮和徐變引起的損失σl5
原因:混凝土結硬時產生體積收縮,在預壓力作用作用下,混凝土會發生徐變,這都會使構件縮短,構件中的預應力鋼筋跟著回縮,造成預應力損失。
措施: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σpc,要求
以防止發生非線性徐變。
6.環形配筋損失σl6
原因:用螺旋式預應力鋼筋作配筋的環形構件由於混凝土
的區域性擠壓引起的預應力損失σl6
7-8先張法和後張法預應力構件的第一批損失和第二批損失各有哪些專案?
各階段預應力損失值的組合
預應力損失值的組合先張法構件後張法構件
混凝土預壓前(第一批)
的損失σll1+σl2+σl3+σl4l1 +σl2
混凝土預壓後(第二批)
的損失 σll4+σl5+σl6l5
7-9對不同的裂縫控制等級,預應力混凝土軸心受拉構件使用階段的抗裂度驗算應分別滿足什麼要求
答:對嚴格要求不出現裂縫的構件(一級構件)
對一般要求不出現裂縫的構件(二級構件)
7-10、為什麼要對構件的端部區域性加強?其構造措施有哪些?
答:先張法端部加強措施由於先張法是在構件端部鋼筋彈性回彈與砼產生相對滑動趨勢(產生相對滑動趨勢的長度叫傳遞長度),通過在端部粘結力的積累阻止其回彈,為了盡快阻止其回彈,其目的是減少傳遞長度所以端部要採取加強措施。
先張法端部加強措施:
1) 對單根預應力鋼筋,其端部宜設定長度≥150mm且不少於4圈
螺旋筋;當有可靠經驗時,亦可利用支座墊板上的插筋代替螺旋筋
但不少於4根,長度≥120mm。
2)對多根預應力鋼筋,其端部10d範圍內,應設定3~5片與預應力
鋼筋垂直的鋼筋網 。
3)對鋼絲配筋的薄板,在端部100mm範圍內應適當加密橫向鋼筋。
3.後張法端部加強措施
1)為了提高錨具下砼的區域性砼的抗壓強度,防止區域性砼壓碎,應在端部予埋鋼板(厚度≥10mm),並應在墊板下設定附加橫向鋼筋網片或螺旋式鋼筋圖等措施。
2)在區域性受壓間接鋼筋配置區以外,在構件端部長度l不小於3e(e為截面重心線上部或下部預應力鋼筋的合力點至鄰近邊緣的距離)但不大於1.2h(h為構件端部截面高度)、高度為2e的附加配筋區範圍內,應均勻配置附加箍筋或網片。
7-11、對預應力構件有哪些構造要求?
1.鋼筋的淨距及保護層
2.後張法(有粘結力預應力砼)孔道及排氣孔要求
3.先後張法端部加強措施(略)見上題
第10章預應力混凝土結構基本構件習題答案
第10章預應力混凝土構件 10.1選擇題 1 混凝土結構設計規範 規定,預應力混凝土構件的混凝土強度等級不應低於 b a.c20 b.c30 c.c35 d.c40 2 預應力混凝土先張法構件中,混凝土預壓前第一批預應力損失應為 c a.b.c.d.3 下列哪種方法可以減少預應力直線鋼筋由於錨具變形...
第10章預應力混凝土結構基本構件習題答案
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