預應力混凝土結構期末考試要點

2022-06-14 17:36:03 字數 5241 閱讀 6061

1 預應力結構的優點

預應力混凝土能充分發揮鋼筋和混凝土各自的特性,能提高鋼筋混凝土構件的剛度、抗裂性和耐久性,可有效地利用高強度鋼筋和高強度等級的混凝土。與普通混凝土相比,在同樣條件下具有構件截面小、自重輕、***、材料省 ( 可節約鋼材 40%-50% 、混凝土 20%-40%) ,並能擴大預製裝配化程度。雖然,預應力混凝土施工,需要專門的機械裝置,工藝比較複雜,操作要求較高,但在跨度較大的結構中,其綜合經濟效益較好。

此外,在一定範圍內,以預應力混凝土結構代替鋼結構,可節約鋼材、降低成本、並免去維修工作。

2 預應力結構的基本原理

在混凝土構件承受使用荷載前的製作階段,預先對使用階段的受拉區施加壓應力,造成一種人為的應力狀態。當構件承受使用荷載而產生拉應力時,首先要抵消混凝土的預壓應力,然後隨著荷載的增加,受拉區混凝土產生拉應力因此可推遲混凝土裂縫的出現和開展,益滿足使用要求。這種在結構構件承受荷載以前預先對受拉區混凝土施加壓力應力的結構構件,就稱為預應力混凝土構件。

3 預應力結構的應用範圍

近年來,隨著施工工藝不斷發展和完善,預應力混凝土的應用範圍愈來愈廣。除在傳統工業與民用建築的屋架、吊車梁、托架梁、空心樓板、大型屋面板、檁條、掛瓦板等單個構件上廣泛應用外,還成功地把預應力技術運用到多層工業廠房、高層建築、大型橋梁、核電站安全殼、電視塔、大跨度薄殼結構、筒倉、水池、大口徑管道、基礎岩土工程、海洋工程等技術難度較高的大型整體或特種結構上。當前,預應力混凝土的使用範圍和數量,已成為乙個國家建築技術水平的重要標誌之一。

4 預應力結構按施工工藝分類;按預應力度分類

預應力結構按施工工藝分類:1先張法先張拉預應力筋至設計應力值,然後再澆築構件混凝土的施工方法 2後張法:先澆築構件混凝土待混凝土養護結硬後,再在構件上張拉預應力筋的方法。

3電熱張法:利用鋼材熱脹冷縮的原理,在預應力鋼筋兩端接上電源,通以強大電流,由於鋼筋電阻較大可在短時間內將鋼筋加熱,使鋼筋的溫度公升高,隨之伸長。 按預應力度的分類:

a全預應力混凝土b部分預應力混凝土c鋼筋混凝土

5 消壓彎矩、消壓軸力

消壓彎矩:由二期恆載和活載產生的截面應力為上緣壓應力、下緣拉應力。下緣拉應力恰好抵消預應力階段的餘壓應力,為消壓狀態。

消壓軸力:軸力產生拉應力σ c n = n / a 0 ,恰好抵消混凝土的預壓應力σ pc 。此時軸向拉力為 n 0 =σ pc a 0 ,稱為消壓軸力 。

6 預應力結構對混凝土效能要求

1強度高 2高彈性模量 3快硬早強 4收縮徐變小

7 預應力混凝土種類。

1普通混凝土 2高強混凝土 3高效能混凝土 4高強輕骨料混凝土 5自密實混凝土

8 預應力鋼筋選用要求

1高強度 2良好的粘結力 3足夠的塑性和良好的加工效能

9 預應力鋼筋種類

1鋼絞線 2高強鋼絲 3熱處理鋼筋與冷軋帶肋鋼筋

10 鬆弛、徐變的定義

鬆弛是指鋼筋受到一定的張拉力作用下,在長度與溫度保持不變的條件下,預應力筋的拉應力隨時間增長而降低的現象。徐變,是物體在荷載作用下,隨時間增長而增加的變形,與荷載的大小關係不大。一般提到的徐變都是指混凝土的徐變。

11 預應力鋼筋的疲勞效能

鋼筋的疲勞破壞是指在週期性重複荷載作用下,經過一定次數後,鋼筋突然斷裂破壞。此時鋼筋的最大應力低於在靜載下鋼筋的強度極限,有時也低於屈服極限。

12 後張法預留孔道的方法

宜由澆築在混凝土中的金屬波紋管或高密度聚乙烯波紋管製成,也可採取膠管抽芯、鋼管抽芯及金屬伸縮套管抽芯等方法預留。

13 灌漿的目的。

灌漿處理地基的目的主要是加固即提高岩石土的力學強度和變形模量,恢復混凝土結構及其他建築物的整體性;防滲堵漏,降低滲透性,減少滲透流量,提高抗滲能力,降低孔隙水壓力,截斷滲透水流。

14 先張法、後張法和電熱張法的原理、工藝、優點和缺點。

先張法:先張拉預應力筋至設計應力值,然後再澆築構件混凝土的施工方法。先張法的工藝簡單、工序少、效率高、質量易保證,且能省去錨固預應力筋所用的永久錨具但需要專門的張拉台座,基建設投資較大,還須考慮交通運輸條件。

先張法構件中預應力筋一般採用直線或折線布置,適宜於預製大批生產的中小型構件。後張法:先澆築構件混凝土,待混凝土養護結硬後,在在構件上張拉預應力筋。

後張法適應性較大,它可以是預製構件,也可以是施工現場按設計部位在支架上施工的混凝土構件。電熱張拉法:利用鋼材熱脹冷縮的原理,在預應力鋼筋兩端接上電源,通以強大電流,由於鋼筋電阻較大,可在短時間內將鋼筋加熱,使鋼筋的溫度公升高,隨之伸長。

優點:裝置簡單、操作方便、生產效率高,無摩擦損失,便於曲線張拉和高空作業。

15 千斤頂的選用方法

16 夾具、錨具、聯結器和錨下支撐系統的概念。

夾具:在預應力混凝土構件製作完畢後,能夠取下重複使用的,一般用於先張法構件。錨具:

永遠錨固在構件端部,與構件聯成一體共同受力,不能取下重複使用的,用於後張法。聯結器:將多段預應力筋連線成一條完整鋼筋或束的裝置。

錨下支撐系統:與錨具相配套的布置在錨固區混凝土中的錨墊板、螺旋筋或鋼筋網片等,是作為區域性承壓、抗劈裂的加強結構。

17 張拉控制應力定義

張拉控制應力:預應力筋張拉時需要達到的最大應力值,張拉控制應力是預應力損失計算的基點。

18 張拉控制應力取值過大的缺點。

1開裂荷載過於接近破壞荷載,構件發生脆性破壞。2預壓力的作用使構件產生過大的反拱使預拉區混凝土開裂。3由於鋼材不均勻性而使鋼筋拉斷,對於後張法構件會在錨具下方的混凝土中產生較大的區域性壓力。

19 張拉控制應力取值過小的問題。

張拉控制應力取值過低則預應力鋼筋經過各種損失後對混凝土產生預壓應力過小,預應力混凝土的效果不明顯。

20 超張拉的概念

為了防止預應力損失進行的比計算張拉實際強度還高的拉力

21 預應力損失的概念和分類

預應力損失:預應力鋼筋的張拉應力在構件的施工及使用過程中,由於張拉工藝和材料特性等原因而不斷降低。分類:

1張拉端錨具變形和預應力鋼筋內縮引起的預應力損失。2預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失。3預應力鋼筋與張拉台座之間溫差引起的預應力損失。

4預應力鋼筋應力鬆弛引擎的預應力損失。5混凝土收縮徐變的預應力損失。6環向預應力引起的預應力損失。

22 各種損失的計算方法與減少措施

23 有效預應力的概念

預應力鋼筋的有效預應力:錨下張拉控制應力扣除總的應力損失,同時扣除混凝土彈性壓縮引起的預應力鋼筋內存在的應力。

24 第一批預應力損失與第二批預應力損失

1混凝土預壓完成以前出現的損失稱為第一批預應力損失。2混凝土預壓完成後出現的損失稱為第二批預應力損失。

25 預應力損失估算不准的問題

預應力損失對於結構影響最大的是使用荷載下的結構效能:如果預應力損失計算值偏高於實際值,會使預應力構件在施工階段產生較大的反拱;如果預應力損失計算值偏低於實際值,混使預應力構件過早出現裂縫。

26 預應力的傳遞長度定義與計算

預應力鋼筋中的應力由零逐漸增大到最大值所需的粘結長度稱為傳遞長度。

27 先張法、後張法構件在施工階段和使用各階段的應力分析

28 受彎構件承載力計算方法

29 局壓概念

30 預應力對抗剪承載力的影響

預應力對混凝土截面抗剪起著有利的作用。與普通混凝土受剪截面相比,預應力混凝土受剪截面不僅抗裂效能好,並且具有較高的抗剪承載力

31 受彎構件變形驗算方法

32 超靜定預應力混凝土的優點

優點:1相同條件下的超靜定預應力混凝土內力要比靜定預應力混凝土結構的內力小得多,且該結構內力在跨中與支座處的分布較均勻。2在外荷載作用下,超靜定結構的整體剛度很大而變形很小,從而可增大結構構件的跨度,或減小構件介面嗎尺寸。

3對於連續梁板、結構中後張預應力筋,可連續布置,使得同一束預應力筋既能抵抗中正彎矩又能抵抗支座負彎矩,還省去中間支座處的錨具,因而可以節約鋼筋少用錨具,大大降低了工程造價。4對於超靜定預應力混凝土結構,課考慮內力重分布和彎矩調幅來提高結構的承載力。5超靜定預應力混凝土結構整體剛度大,穩定性好,其抗震效能也較好

33 預應力的主彎矩、次彎矩、綜合彎矩、次反力和次剪力的概念

主彎矩:由於預應力對截面軸心的偏心引起的彎矩。次彎矩:

由主彎矩引起的支座反力。綜合彎矩:預應力引起的結構的總彎矩。

次反力:主彎矩引起的支座反力。次剪力:

34 計算預應力效應的分項序數

對承載力極限狀態,當預應力效應對結構有利時,預應力分項係數應取1.0;不利時取1.2;對正常使用極限狀態,預應力分項係數則取1.0.

35 壓力線、線性變換和吻合束的概念

壓力線:結構中各截面上壓力中心的連線。線性變換:

在保證預應力筋在樑端偏心距不變和預應力筋基本形狀不變的情況下,將連續梁的預應力筋束在各中點支座處的位置移動。吻合束:在超靜定預應力混凝土結構中,預應力產生的壓力線與預應力筋合力重心想重合的預應力束。

換言之,預應力吻合束在超靜定結構中產生的次應力為零。

36 預應力筋布筋原則

預應力筋的布置原則通常是:在支座截面盡可能放的高點,在跨中截面盡量放的低點,使得二者都有比較大的預應力偏心距,以充分發揮預應力筋的最佳效果,而這樣布置的預應力筋一般都是非吻合的。

37 等效荷載的概念

我們將預應力筋作用在構件上的等效力稱為等效荷載。通常等效荷載由兩部分組成:1在構件端部錨具處的集中力和彎矩;2預應力筋曲率引起的垂直於預應力筋中心線的橫向分布力,或由預應力筋彎折引起的集中力。

38 等效荷載的基本型別

1直線預應力筋的等效荷載。2折線預應力筋的等效荷載。3曲線預應力筋的等效荷載。4變截面結構的等效荷載。

39 等效荷載的計算方法與布筋曲線

預應力混凝土結構用等效和宅求綜合彎矩可通過下列步驟求得:1按預應力筋的集合形狀、有效預應力及端部偏心求得預應力等效荷載。2按結構的實際幾何形狀繪出軸線位置線;3將第一步求出的等效荷載作用在第二步求出的實際軸線上;4用力法或位移法計算綜合彎矩。

40 荷載平穩的基本思路

荷載平穩法由於不需要計算預加力引起的次反力和次彎矩,從而簡化了超靜定兩的分析和設計,為預應力連續梁、板、殼體和框架的設計提供了一種很有用的分析工具。

41 平衡荷載的選擇

平衡荷載是憑設計經驗來選取的,一般取全部橫在或橫在加部分活荷載。

42 預應力混凝土連續梁的優點

預應力混凝土連續梁在給定跨度和荷載的情況下,其跨中設計彎矩比靜定結構小,且結構內力在跨中與支座處的分布較為均勻,剛度增大、撓度減小,在超載情況下可以進行內力重分布,能夠提高受彎承載力。布置預應力筋時可以做成波浪狀,這樣同一根鋼筋即可用做正彎矩鋼筋又可用作負彎矩鋼筋,不但受力合理而且只需要較少的錨具,張拉費用大大減少。

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