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结构工程师考试
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预应力混凝土构件基本知识问答

  什么叫预应力混凝土结构?为什么对构件要施加预应力?

  答:(1)所谓预应力砼构件就是在构件受荷之前(制作阶段),人为给拉区砼施加预压应力,受荷之后(使用阶段)首先要抵消拉区砼的预压应力,若再加荷拉区砼开裂,直至破坏为止。

  (2)普通混凝土抗裂性很差 . 混凝土的极限拉应变很低,只有0.0001~0.0015,这时钢筋应力仅20~30N/mm2,另外提高混凝土的强度也不明显高强材料得不到充分应用 .裂缝宽度一般应限制在0.2~0.3mm以内,受拉钢筋应力最高也只能达到150~250N/mm2结构自重大使用性能不好。普通混凝土结构不能适应现代化建设大跨度和大空间的需要,因为无法采用高强度的材料,势必导致截面尺寸过大和自重过大。

  比较普通钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构的区别,它们各自有何优缺点?

  答:(1)预应力混凝土结构中,混凝土的强度等级要高,钢筋的强 度也要高;普通混凝土结构中采用高强材料不能充分应用。

  (2) 预应力程度较高预应力混凝土结构,性能如同均质弹性材 料。而普通钢筋混凝土在使用荷载作用下的性能是非线性的。

  (3) 预应力混凝土结构刚度大,挠度小,裂缝宽度小。

  (4) 一旦预应力被克服后,预应力混凝土和普通混凝土结构就没有本质上的不同,因而正截面承载力是一样的; 预应力混凝土梁的斜截面抗剪强度高于普通混凝土,因而预应力混凝土梁的腹板可做得较薄,大大减轻了自重。

  为什么在普通钢筋混凝土中不能有效地利用高强钢材和高强混凝土?而在预力混凝土结构中却必须采用高强钢材和高强混凝土?

  答:(1)混凝土的极限拉应变很低,只有0.0001~0.0015,这时钢筋应力仅20~30N/mm2,另外提高混凝土的强度也不明显,普通混凝土抗裂性很差;对于允许开裂构件,裂缝宽度一般应限制在0.2~0.3mm以内,这时受拉钢筋应力最高也只能达到150~250N/mm2;综上分析可知;高强材料得不到充分应用。

  (2)从制作到使用过程中钢筋实现的,钢筋一直处于高拉应力状态,同时还存在预应力损失,所以钢筋强度要高;制作过程中,预压区的混凝土受到比较的压应力,所以混凝土强度也必须要高;预应力结构采用大跨度结构为了减轻自重,减小截面尺寸,也必然采用高强材料。

张拉方法

张拉程序

传力途径

特点



先在台座上按规定设计要求 将钢筋张拉到控制应力→并用锚具临时固定→浇注 砼→待砼达到设计强度75%以上切断放松钢筋

依靠钢筋与混凝土的粘结力传递预压力

施工简单、靠粘结力自锚,不必耗费特制锚具 ,临时锚具可以重复使用(一般称工具式锚具或夹具),大批量生产时经济,质量稳定。使用于中小型构件工厂化生产。



为埋管制孔→浇砼→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆(防止钢筋生锈)

依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹,使截面砼获得预压应力。

这种方法设备简单,不需要张拉台座,生产灵活,但需要可靠的锚具及千斤顶,锚具用钢量大,适用大型构件的现场施工。

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