预应力混凝土简答

2、预应力结构按预应力度分为： 全预应力砼结构 、 部分预应力砼结构 和

普通砼结构 。

3、预应力筋的种类有： 高强钢丝 、 钢铰线 、 高强钢筋 。

4、预应力结构的锚具分为： 一类锚具 、 二类锚具 。

5、预应力混凝土受弯截面的破坏形态： 适筋破坏 、 超筋破坏 、

少筋破坏 。

6、受扭构件包括两类： 平衡扭转构件 、 协调扭转构件 。

7、体外预应力结构的转向块包括： 块状式转向块 、 底横肋式转向块 、

竖横肋式转向块 、 钢鞍座式转向块 。

8、常见的非预应力筋包括： 碳纤维 、玻璃纤维和阿拉米德纤维。

1、简述预应力度的定义。

答：1）基于抗弯承载力的预应力度的定义（PPR）(8)

PPRMuPMuPS，其中MuP表示由预应力筋提供的抵抗弯矩；MuPS表示由

预应力筋和非预应力筋共同提供的抵抗弯矩(3)

2）基于钢筋拉力的预应力度的定义（PPR）(3)

PPR

APfPyAPfPyASfy，对于无明显屈服台阶的钢筋时：PPRAPf0.2

APf0.2ASfy3）基于消压弯矩或消压轴力的预应力度的定义（PPR）(2)

PPRM0N或0 MN其中：M0（或N0）表示消压弯矩（或消压轴力），即将控制截面受拉边缘预压应

力抵消为零时的弯矩值（或轴力值）；

M（或N）表示使用荷载（不包括预应力）下控制截面的弯矩值（或轴力值）

2、预应力混凝土结构对预应力钢筋的要求(8) （1）高强度；(2) （2）较好的塑性；(3) （3）较好的粘结性能；(3)

3、先张法、后张法的主要施工工序。(8)

先张法：在台座上张拉预应力筋到预定长度后，将预应力筋固定在台座的传力架上，然后在张拉好的预应力筋周围浇筑混凝土，等混凝土达到一定的强度后切断预应力筋。由于预应力筋回缩，使得与预应力筋粘结在一起的混凝土受到预压作用；(4) 后张法：

有粘结后张法预应力混凝土结构：先浇筑好混凝土构件，在构件中预留孔道，待混凝土的强度达到预期强度后，将预应力钢筋穿入孔道，利用构件本身作为受力台座进行张拉，在张拉预应力筋的同时，使混凝土受到预压，在张拉端用锚具将预应力筋锚固，在孔道内灌浆，使预应力钢筋与混凝土形成一个整体，形成有粘结后张法预应力结构；

无粘结后张法预应力混凝土结构：将无粘结预应力钢筋准确定位，并与普通钢筋一起绑扎形成钢筋骨架，然后浇筑混凝土，待混凝土达到预期强度后，利用构件本身作为受力台座进行张拉，在张拉预力筋的同时，使混凝土受到预压，张拉完成后，在张拉端用锚具将预力筋锚住，形成无粘结预应力结构。(4)

4、预应力损失的分类，减少第二类损失的措施。(8)

（1）锚具变形、预应力筋内缩和分块拼装构件接缝引起的应力损失；(1) （2）预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失；(1)

（3）混凝土加热养护时，预应力筋与张拉台座之间温差引起的预应力损失；(1) （4）预应力筋松驰引起的应力损失；(1)

（5）混凝土收缩和徐变引起的应力损失；(1)

（6）环形结构中螺旋式预应力筋对混凝土的局部挤压引起的应力损失；(1) （7）混凝土弹性压缩引起的应力损失。 减少第二类引力损失的措施：

采用两端张拉；进行超张拉；尽可能避免使用连续弯束及超长束，同时采用超张拉方法克服此项应力损失。(1)

5、简述影响预应力混凝土局部承压的剪切破坏机理。(8)

在局部压力N的作用下，局部承压构件可以假想为一个带有多根拉杆的拱。紧靠承压板下的混凝土纵向承受着局部荷载N，横向承受拱顶侧身压力T，离承压板较远的部位则由假想的拉杆承受由N引起的横向拉力T。当N增加到使假想的拉杆承受的拉力T达到其抗拉强度时，在局部承压区产生局部纵向裂缝。当荷载继续增加时，裂缝进一步延伸。由于拱顶部位的内力重分布，拉杆的合力中心到拱顶的压力中心间的距离继续加大，T/N的比值下降。承压板下承受三轴向应力的混凝土，所受到的横向压应力也随之降低，逐步形成剪切破坏的楔形体。

6、线性变换、线性变换定理。(8)

线性变换：指将预应力超静定结构的预应力筋束在各中间支座处平移或转动，但不改变该预应力筋束在每一跨内的原来形状，并保持预应力筋束在梁端的偏心距不变。(4) 线性变换定理：在超静定结构中，任何预应力筋束都可以线性变换到其他位置，但不改变原来压力线的位置，线性变换不影响混凝土截面内由预应力引起的总内力。(4) 7、锥形锚具的工作原理。(8)

通过顶压锥形锚塞，将预应力钢丝卡在锚圈与锚塞之间，当张拉千斤顶放松预应力钢丝后，钢丝向体内回缩时带动锚塞向锚圈内楔紧，预应力钢丝通过摩擦力将预拉力传到锚圈，然后由锚圈承压，将预加力传到混凝土构件上。 8、简述混凝土的抗火机理。(8)

答： 混凝土被加热到300℃，强度一般略有升高。在低温区，混凝土加热到一定的温度时，发生自蒸过程，水蒸汽促进水泥熟料水化，水泥石强度增高；进一步加热，硅酸二钙凝胶水水分排出，氧化钙水合物结晶，导致混凝土硬化，抗压强度增加。(4)

进一步升温到300℃以上，混凝土中的水化物发生脱水，水泥石一方面发生受热膨胀，同时又出现脱水收缩，而且随着温度的增加，脱水收缩比受热膨胀更为显著，由于混凝土内这种复杂的收缩、膨胀以及水泥凝胶体和结晶体的破坏，使得混凝土温度加热到300℃以后，强度迅速下降。(4)

9、体外预应力结构转向块有哪几种类型及并简述其特点.(8)

块状式转向构造，只能承受钢索的竖向分力，大量运用于跨径较小，采用节段施工的第一种体外预应力混凝土结构。(2)

底部肋式转向构造：能够承受钢索横向转向产生的横向水平分力的转向，为承受水平力，转向构造混凝土在箱梁底板上是贯通的。常用于斜、弯的体外预应力结构。(2)

竖横肋式转向构造：能够承受较大的钢索分力，竖横肋把钢索的转向力传至箱梁腹板和上梗腋，具有较好的受力保障。由于箱梁采用斜腹板，横肋在底板用另一根横梁贯通以承受该种转向而产生的水平分力。(2)

钢鞍座式转向构造由较轻的钢构件组成，钢板用于传力和定位，斜杆与水平杆的合力用于抵消体外钢索在转向时产生的竖直及水平分力。(2) 10、简述FRP筋的主要特点。(8) （1）抗拉强度高；(2) （2）抗腐蚀性能好；(1) （3）质量密度小；(1)

（4）FRP筋的热膨胀系数与混凝土相近；(1) （5）弹性模量小；(1) （6）抗剪强度低；(1) （7）成本较高；(1) 11、什么叫预应力混凝土(8)

答：美国混凝土学会的定义：预应力混凝土是根据需要人为地引入某一数值与分布的内应力，用以部分或全部抵消外荷载应力的一种加筋混凝土。(4)

国内外常用的定义：在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用的受拉区施加压应力，以改善结构使用性能有混凝土结构。(4)

12、3、试分别说明l1、l2、l3、l4、l5、l6的含义。(8) 答：l1：表示锚具变形和预应力钢筋内缩所引起的损失

l2：表示预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的损失；

l3：表示预应力钢筋与张拉台座之间的温差引起的损失； l4：表示预应力钢筋的应力松弛引起的损失；

l5：混凝土收缩和徐变引起的损失；(1)

l6：环向预应力引起的损失；(1)

13、简述柱网规则的平板中无粘结预应力筋的布筋方案(8) 答：

（1）按柱上板带与跨中板带布筋。(3)

（2）在一个方向集中布筋而在另一方向均匀布筋。(3) （3）在两个方向上均匀沿柱轴结上集中布置。(2)

14、预应力混凝土结构在历次强烈地震作用下的抗震性能普遍较好的原因。(8) 答：

1）预应力混凝土结构建造一般较晚，在设计与施工中吸收了现代抗震理论的最新成果； 2）预应力混凝土结构一般比较规则，平面对称，预制的预应力构件质量容易保证； 3）抗震设计中普遍采用增加地震荷载来加强抗震性能。 15、简述预应力钢结构轴心受压的工作原理。(8)

答：通过在压杆中设置隔材或在压杆外配置撑杆，使这些隔材或撑杆在拆线预应力筋施加预应力的过程中对压杆形成弹性支撑，从而提高压杆的稳定承载能力。(8) 16、简述预应力砌体结构的预应力筋的配置方式。(8)

答：1）均匀分布式：在墙体内均匀分布的预留孔槽和空腔中设置预应力筋。这种方式的预应力传递直接且分布均匀。(4)

2）集中配置式：通过刚度较大的墙顶圈梁或压顶梁对其下的砌体施加预应力，是一种间接传力方式，预应力筋少而集中，张拉锚固和灌浆工作量小，工作效率高。(4)

17、试解释下列各图中非预应力钢筋的作用（其中实线表示预应力钢筋，虚线表示非预应力钢筋）。

(8)

答：图（1）表示在跨中处承受预应力所引起的拉力；(2)

图（2）表示承受预应力所引起的压力；(2) 图（3）表示加强吊装施工期间的预制梁的拉力；(1) 图（4）表示分散裂缝和提高极限强度的作用；(1) 图（5）表示在梁端处承受预应力所引起的拉力；(1)

图（6）表示加强有峰值弯矩（也即负弯矩）的悬臂和连续梁的支座；(1) 18、预应力混凝土结构的优点有哪些(8)

答：1）改善结构的使用性能；2）减小构件截面高度，减轻自重；3）充分利用高强材料；4）具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能；5）提高抗剪承载力；6）提高抗疲劳强度；7）具有良好的经济性。(每个1分，最后一点2分)

19、预应力混凝土分别按预应力度和预应力筋的位置，如何分类（8）

答：1）按预应力度分类：国外：①全预应力混凝土②限值预应力混凝土③部分预应力混凝

土④普通预应力混凝土；（4）

国内：①全预应力混凝土②部分预应力混凝土③普通混凝土

2）按预应力筋的位置分类：①体内预应力混凝土②体外预应力混凝土（4）

20、试写出完全的锚固体系的组成并对其作适当的解释。（4） 答：完全的锚固体系包括：

1）锚具和夹具：该部分是预应力混凝土构件中锚固与夹持预应力钢筋的装置，是关键件，也是基础件。（3）

2）连接器：将多段预应力钢筋连接成一条完整束的装置。（3）

3）锚下支承系统：此系统包括锚固板、螺旋筋、钢筋网片。此系统布置在锚固区的混 凝土体中，作为锚下局部承压和抗劈裂的加强结构。（2）

21、试在下面的表格中填写预应力损失的组合。（8）

第一批预应力损失lI 第二批预应力损失lP

22、 简述预应力混凝土受弯构件斜截面剪切破坏的具体破坏形态及需要计算斜截面抗剪承载力的位置。（8）

答：1）预应力混凝土受弯构件斜截面剪切破坏的具体破坏形态有：① 斜压破坏：脆性破坏；②斜拉破坏：脆性破坏；③剪压破坏：延性破坏。（4）

2）需要计算斜截面抗剪承载力的位置：①预应力钢筋减少处②箍筋间距改变处③混凝

先张法 后张法 l1、l3、l4 l1、l2 l6、l7 l5 土腹板突变处。（4）

23、简述预应力混凝土构件裂缝控制等级分类并作必要的解释。（8）

答：一级：严格要求不出现裂缝的构件；即荷载标准组合时，受拉边缘混凝土不应有拉应力；（2）

二级：一般要求不出现裂缝的构件，即准永久荷载组合时，受拉边缘不应产生拉应力，标准组合时，允许出现拉应力，但拉应力应小于抗拉设计强度。（3）

三级：允许出现裂缝的构件，但最大裂缝宽度应小于规范给定的允许值，其中最大裂缝宽度是由标准组合并考虑荷载效应的准永久组合的影响。（3）

24、简述预应力混凝土端部局部受压承载提高的两种解释理论。（8）

答：1）“套箍强化”：当局部承压应力超过某一限值后，局部承压区混凝土内部就会出现微裂缝，随着承压应力的增加，微裂缝将急剧开展，混凝土则不断产生横向扩张，承压区周围的混凝土却其侧向变形，起着套箍作用，使其抗压强度提高。（4）

2）“剪切破坏机理”： 在局部压力N的作用下，局部承压构件可以假想为一个带有多根

拉杆的拱。紧靠承压板下的混凝土纵向承受着局部荷载N，横向承受拱顶侧身压力T，离承压板较远的部位则由假想的拉杆承受由N引起的横向拉力T。当N增加到使假想的拉杆承受的拉力T达到其抗拉强度时，在局部承压区产生局部纵向裂缝。当荷载继续增加时，裂缝进一步延伸。由于拱顶部位的内力重分布，拉杆的合力中心到拱顶的压力中心间的距离继续加大，T/N的比值下降。承压板下承受三轴向应力的混凝土，所受到的横向压应力也随之降低，逐步形成剪切破坏的楔形体。（4） 25、试简述等代框架的组成。（8）

答：1）水平板带，包括在框架方向轴线上与非轴线上的梁；（3）

2）柱及其他支承构件；（2）

3）在板带梁和柱间起弯矩传递作用的柱两侧的板条或梁。（3）

26、试分别画出下面预应力混凝土构件图中（后张法）预应力钢筋的等效荷载图与弯矩图。 （实线为预应力钢筋，虚线为形心轴线）（8）

（2）

（2）

（2）

27、简述体外预应力结构常用的转向块类型。（8）

答：1）块状式转向构造：只能承受钢索的竖向分力，大量应用于跨径较小、采用节段施工的第一种体外预应力结构。（2）

2）底横肋式转向构造：能够承受钢索横向转向产生的横向水平分力。为承受水平力，转向构造混凝土在箱梁底板上是贯通的，该种转向构造常用于斜、弯的体外预应力结构。（2） 3）竖横肋式转向构造：能承受较大的钢索分力，竖横肋把钢索的转向力传至箱梁板或上梗腋，具有较好的受力保障。（2）

4）钢鞍座式转向构造：钢板用于传力及定位，斜杆和水平杆的合力用于抵消体外钢索在转向时产生的竖直及水平分力。（2）