模块6预应力混凝土构件习题答案

模块六预应力混凝土构件习题答案习题1．对长线台座张拉好的钢丝怎么检验其预应力?对于先张法预应力混凝土来说,为什么需要达到一定强度后才能放松钢筋?答:一般检测钢丝的预应力值都是在钢丝张拉后当天进行的。由于冷拔丝构件中的数量较多,不可能象粗钢筋那样每根都达到要求,考虑到钢丝应力在构件中重分布,所以检测钢丝的预应力可按一个构件中全部钢丝预应力的平均值计算,这样每一个工作班就至少要抽测一个构件的全部钢丝的预应力值。考虑带检测,总是在全部钢丝张拉完毕后进行的,检测时间离各根钢丝张拉时间的平均间隔一般在1小时以上,此时钢丝夹具滑移引起的预应力损失约为2%设计规定的张拉控制应力,钢丝松弛引起的损失约为³%设计规定的张拉控制应力。因此,对长线台座上张拉好的钢丝进行预应力检测的检测值达到94%设计规定的张拉控制应力就可认为符合设计要求,那么检测时就可能达到99%设计规定的张拉控制应力,故又规定最大不得超过100%设计规定的张拉控制应力,过大的预应力值对构件没有好处。2．什么是后张法?答：后张法是先制作构件在构件中预先留出相应的孔道。待构件混凝土达到设计规定的数值后，在孔道内穿入预应力筋，用张拉机具进行张拉，并用锚具把张拉后的预应力筋锚固在构件的端部，最后进行孔道灌浆。3．灌筑预应力多孔板时应注意什么事项?答：1)保证保护层厚度,防止漏筋。在台面不平,可在钢丝下面垫水泥砂浆块;2)应适当控制混凝土流动度。若混凝土多干硬,板底容易发生露筋和孔洞,若滚动度过大,抽芯后板面混凝土容易坍落;3)侧模应与台面密合,防止模板上浮而造成板超厚;4)振捣时振动器不得碰撞钢丝,尤其是灌筑完毕以后更不得碰撞或踩踏外露钢丝,以免影响钢丝,以免影响钢丝与混凝土的黏结;5)避免板跨过台面伸缩缝,最好采用预应力台面。不能避免时,应在伸缩缝处垫油毡或塑料薄膜。4.何谓应力损失？为什么要超拉和重复张拉？答：钢筋筋松弛应松弛应力损失是指钢筋受力后，在固定长度下随着时间的延续所发生的应力降低，它随控制应力的提高而加大，亦随时间的延续而增长。但刚张拉后发展速度降低在一分钟内大约能完成总松弛的50%，24H可完成80%，以后即逐渐减少。超张拉主要是为了减少钢筋松弛，混泥土弹性压缩，锚具变形和孔道摩擦阻力等所引起的应力损失。持载2分钟，主要是为了加钢筋松弛的早期发展。重复张拉可减少应力损失，还可使钢筋的应力随着松弛的发展而得到的调整，而使每根刚筋受力均匀。采取超张拉和反复张拉的办法，是减少松弛应力损失的有效措施。5.为何要进行孔道灌溉？对水泥浆有何要求？应如何进行？答：孔道灌浆是为了预防钢筋锈烛，增加结构的整体性和耐久性。水泥浆应有足够强度度和黏结力，并有较大的流动性和较大的干缩性及泌水性；应采用标号不低于425号的普通硅酸盐水泥，水灰比应控制在0.4-0.45之间，搅拌后3H的泌水率宜控制在2%，最大不超过3%；对成束的预应力筋及空隙较大的孔道。在水泥浆中宜适量地掺入细砂和其他塑化剂；还可掺入水泥重量万分之一的铝粉或0。25%的木质素磺酸钙。灌浆前，应用压力水将孔道冲刷干净，湿润孔壁；水泥浆要过筛，灌浆时应不断搅拌，以免沉淀析水，应连续灌浆不得中断；灌浆顺序，应先下后上；直线孔道灌浆应从构件的一端到另一端。曲线孔道灌浆，应从孔道最低处开始向两端进行。当灰浆强度达到规定的数值时，方能移动构件或吊装。6.试述预应力钢筋混凝土电热法的施工特点及其优缺点？答：电热法是利用钢筋热胀冷缩的原理，用低电压强电流通过钢筋，使钢筋发热伸长，带伸长达到规定长度后，随即进行锚固，并切断电源，由于钢筋冷却收缩，从而达到建立预压力的方法。电张法适用于冷拉II级钢筋，III级钢筋，IV级钢筋配筋的构件。其优点是：操作简便，劳动强度低，设备简单，效率高，施工安全；在电热张拉的同时，起到电热时效作用，并可消除钢筋在热轧制造时所产生的内应力，使钢筋的强度有所提高；电张法可以避免钢筋与构件孔道间摩擦应力损失；最适宜高空作业张拉框架结构和曲线配筋的构件。其缺点是：预应力值的建立是以钢筋伸长值来控制的，其预应力值的建立不如应力控制精确，必须进行必要的机械矫核，以调整理论电热伸长值；对抗裂度要求较严的结构不宜采用。7．什么是预应力混凝土?预应力混凝土的优点和确点及应用范围?答：当构件在荷载作用下产生拉应力，首先要抵消混凝土的预应力，然后随着荷载的不断增加，受拉区的混凝土才受到拉应力，从而大大改善了受拉区混凝土的受拉性能，推迟了裂缝的出现和限制了裂缝的开展。这种在混凝土构件受荷载以前，对受拉区混凝土预先施加压力的混凝土构件。8．预应力混凝土的优点和缺点？答：优点：a延迟了裂缝的出现，提高了结构的抗裂性能、钢度和耐久性能，因而扩大了混凝土结构的适用范围。b可合理的利用高强钢材和混凝土。与钢筋混凝土相比，可节约钢材约30%~50%，减轻自重达30%左右。c通过预加应力，使结构径受了一次检验，因此从某种意义上讲，预应力混凝土结构可称为是先检验过的结构。缺点主要是计算复杂、施工技术要求高、需要张拉及锚具等设备，不易用与普通混凝土完全适用的地方。9．预应力筋张拉时，主要应注意哪些问题?答:施工中应注意下列问题：在确定预应力筋的张拉顺序时，应尽可能减少倾覆力矩和偏心力，应先张拉靠近台座截面重心处的预应力筋。宜分批、对称进行张拉。预应力筋超张拉时，其最大超张拉力应符合下列规定：冷拉Ⅱ～Ⅳ级钢筋为屈服点的95%；碳素钢丝、刻痕钢丝及钢绞线为强度标准值的80%。控制应力法张拉时，尚应校核预应力筋的伸长值。当实际伸长值大于计算伸长值10%或小于计算伸长值5%，应暂停张拉，查明原因并采取措施予以调整后，方可再行张拉。多根预应力筋同时张拉时，必须事先调整初应力，使应力一致，张拉中抽查应力值的偏差，不得大于或小于一个构件全部钢丝预应力总值的5%。结构中预应力钢材（钢丝、钢绞线或钢筋）断裂或滑脱的数量，对后张拉法构件，严禁超过结构同一截面钢材总根数的3%，且一束钢丝只允许一根；对先张法构件，严禁超过结构同一截面钢材总根数的5%，且严禁相邻两根预应力钢材断裂或滑脱。先张法构件在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力钢材必须予以更换。锚固时，张拉端预应力筋的回缩量不得大于施工规范规定。张拉锚固后，预应力筋对设计位置的偏差不得大于5mm，且不得大于构件截面短边尺寸的4%。施工中应注意安全，张拉时，正对钢筋两端禁止站人。10．预应力混凝土构件孔道留设的方法有哪几种及施工中应注意哪些问题？答：孔道留设方法有钢管抽芯法、胶皮管抽芯法和预埋波纹管法等。施工时应注意的事项有：钢管抽芯法：要求钢管平直，表面光滑，安装位置准确；开始浇灌后每隔一定的时间应慢慢转动钢管一次，待手指按压混凝土表面不粘浆又无明显指痕时，即可抽管。常温下混凝土浇筑后3～6抽管。抽管顺序宜先上后下；为便于转动和抽管，每根钢管长度一般不超过15m；抽管要平稳，速度要均匀，边转边抽；抽管后应对孔道及时检查清理。胶管抽芯法：软质胶管要有良好的密封装置，以便在管中充入压缩空气、压力水（亦可满塞细钢丝），扩大管径3～4mm；待混凝土初凝后放出气、水或拔出钢丝即可抽管；抽管时利用其弹性，在拉力作用下断面缩小易于抽出。施工中防止钢筋头或铁丝刺破胶管。预埋波纹管法：将波纹管直接埋管在构件中成孔，无需抽出，预应力筋密集，或曲线配筋，抽管有困难时，常用此法，施工中均要接头密封，以防漏浆堵孔。思考题1什么是预应力混凝土构件？对构件施加预应力的主要目的是什么？预应力混凝土结构的优缺点是什么？答:在构件承受外荷载前，预先在构件的受拉区对混凝土施加预压应力的构件是预应力混凝土构件。对构件施加预应力的主要目的是推迟了混凝土裂缝的出现并限制了裂缝的开展，从而提高了构件的抗裂度和刚度。预应力混凝土结构的优点有1、充分利用高强度材料替代普通材料；2、减小结构体积，节省工程造价（相对大工程而言）；3、由于结构重量减轻，延长了结构使用寿命；4、解决了大跨度结构的设计难点。缺点：施工复杂程度提高，对质量的要求比普通混凝土高，不是很熟悉的人员操作上有难度。预应力能提高混凝土承受荷载时的抗拉能力，防止或延迟裂缝的出现，并增加结构的刚度，节省钢材和水泥。但是相比普通混凝土结构，预应力混凝土结构的脆性大一些，因为同样的结构极限承载力是一样的，但是预应力混凝土结构的变形小。2在预应力混凝土构件中，对钢材和混凝土的性能有何要求？为什么？答：预应力混凝土结构构件所用的混凝土，需满足下列要求：（一）强度高。预应力混凝土必须采用强度高的混凝土。因为强度高的混凝土对采用先张法的构件可提高钢筋与混凝土之间的粘结力，对采用后张法的构件，可提高锚固端的局部承压承载力。（二）收缩、徐变小。以减少因收缩、徐变引起的预应力损失。（三）快硬、早强。可尽早施加预应力，加快设备的周转率，加速施工进度。因此，《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C30。对采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋的构件，特别是大跨度结构，混凝土强度等级不宜低于C40。与普通混凝土构件不同，钢筋在预应力构件中，始终处于高应力状态，故对钢筋有较高的质量要求。有以下几方面：（1）高强度。为使混凝土构件在发生弹性回缩、收缩及徐变后内部仍能建立较高的预压应力，就需要较高的初始张拉力，故要求预应力筋有较高的抗拉强度。（2）与混凝土间有足够的粘结强度。在受力传递长度内钢筋与混凝土间的粘结力是先张法构件建立预压应力的前提，必须保证两者之间有足够的粘结强度。（3）良好的工作性能。如可焊性、冷镦性、热镦性等。（4）具有一定的塑性。这是为了避免构件发生脆性破坏，要求预应力筋在拉断时具有一定的延伸率，当构件处于低温环境或冲击荷载作用下，更应注意到钢筋的塑性和冲击韧性。3预应力损失有哪些？是由什么原因产生的？如何减少各项预应力的损失值？答：1.张拉端锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失σl1预应力直线钢筋当张拉到con后，锚固在台座或构件上时，由于锚具、垫板与构件之间的缝隙被挤紧，以及由于钢筋和楔块在锚具内的滑移，使得被拉紧的钢筋内缩a所引起的预应力损失值l1（N/mm2）。减少l1损失的措施有：(1)．选择锚具变形小或使预应力钢筋内缩小的锚具、夹具，并尽量少用垫板，因每增加一块垫板，a值就增加1mm。(2)．增加台座长度。因l1值与台座长度成反比，采用先张法生产的构件，当台座长度100m以上时，l1可忽略不计。2.预应力钢筋和孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失σl2采用后张法张拉直线预应力钢筋时，由于预应力钢筋的表面形状，孔道成型质量情况，预应力钢筋的焊接外形质量情况，预应力钢筋与孔道接触程度（孔道的尺寸、预应力钢筋与孔道壁之间的间隙大小、预应力钢筋在孔道中的偏心距数值）等原因，使钢筋在张拉过程中与孔壁接触而产生摩擦阻力。减少l2损失的措施有；(1).对于较长的构件可在两端进行张拉，则计算中孔道长度可按构件的一半长度计算。但这个措施将引起l1的增加，应用时需加以注意。(2)．采用超张拉，减少松弛损失与摩擦损失。3.混凝土加热养护时，受张拉的钢筋与受拉力的设备之间温差引起的预应力损失σl3为了缩短先张法构件的生产周期，浇灌混凝土后常采用蒸汽养护的办法加速混凝土的硬结。升温时，钢筋受热自由膨胀，产生了预应力损失。减少l3损失的措施有：(1)．用两次升温养护。先在常温下养护，待混凝土强度达到一定强度等级，例如C7.5～C10时，再逐渐升温到规定的养护温度，这时可认为钢筋与混凝土已结成整体，能够一起胀缩而不引起应力损失。(2)．钢模上张预应力钢筋。由于预应力钢筋是锚固在钢模上的，升温时两者温度相同，可以不考虑此项损失。4.预应力钢筋应力松弛引起的预应力损失l4钢筋在高应力作用下其塑性变形具有随时间而增长的性质，在钢筋长度保持不变的条件下则钢筋的应力会随时间的增长而逐渐降低，这种现象称为钢筋的应力松弛。另一方面在钢筋应力保持不变的条件下，其应变会随时间的增长而逐渐增大，这种现象称为钢筋的徐变。钢筋的松弛和徐变均将引起预应力的钢筋中的应力损失，这种损失统称为钢筋应力松弛损失l4