什么叫预应力构件和预应力混凝土
第十章预应力混凝土构件问答题参考答案
第十章 预应力混凝土构件问答题参考答案1．何为预应力？预应力混凝土结构的优缺点是什么？答：①预应力：在结构构件使用前，通过先张法或后张法预先对构件混凝土施加的压应力。
②优点：提高构件的抗裂性、刚度及抗渗性，能够充分发挥材料的性能，节约钢材。
③缺点：构件的施工、计算及构造较复杂，且延性较差。
2．为什么预应力混凝土构件所选用的材料都要求有较高的强度？答：①要求混凝土强度高。
因为先张法构件要求提高钢筋与混凝土之间的粘结应力，后张法构件要求具有足够的锚固端的局部受压承载力。
②要求钢筋强度高。
因为张拉控制应力较高，同时考虑到为减小各构件的预应力损失。
3．什么是张拉控制应力？为何先张法的张拉控制应力略高于后张法？答：①张拉控制应力：是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。
②因为先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，预应力钢筋中建立的拉应力就是控制应力。
放张预应力钢筋后构件产生回缩而引起预应力损失；而后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，张拉时构件被压缩，张拉设备千斤顶所示的张拉控制应力为已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力，所以先张法的张拉控制应力略高于后张法。
4．预应力损失包括哪些？如何减少各项预应力损失值？答：预应力损失包括：①锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失。
可通过选择变形小锚具或增加台座长度、少用垫板等措施减小该项预应力损失；②预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失。
可通过两端张拉或超张拉减小该项预应力损失；③预应力钢筋与承受拉力设备之间的温度差引起的预应力损失。
可通过二次升温措施减小该项预应力损失；④预应力钢筋松弛引起的预应力损失。
可通过超张拉减小该项预应力损失；⑤混凝土收缩、徐变引起的预应力损失。
可通过减小水泥用量、降低水灰比、保证密实性、加强养互等措施减小该项预应力损失；⑥螺旋式预应力钢筋构件，由于混凝土局部受挤压引起的预应力损失。
为减小该损失可适当增大构件直径。
5．预应力损失值为什么要分第一批和第二批损失？先张法和后张法各项预应力损失是怎样组合的？答：应为六种预应力损失并非同时存在，有的只发生在先张法构件，有的只发生在后张法构件。
预应力混凝土构件
预应力混凝土构件预应力混凝土构件的研究与应用摘要：预应力混凝土构件作为一种先进的建筑材料，具有高强度、良好的耐久性和广泛的适用性。
本文主要介绍了预应力混凝土构件的原理、特点、分类及应用领域，分析了预应力混凝土构件在工程实践中的优势，并对预应力混凝土构件的发展前景进行了展望。
一、引言预应力混凝土构件是一种在混凝土硬化前施加预应力，使其在承受荷载时产生预压应力的混凝土构件。
预应力混凝土构件的出现，为建筑行业提供了一种新型、高性能的建筑材料，为工程设计和施工带来了极大的便利。
本文将从预应力混凝土构件的原理、特点、分类及应用领域等方面进行详细阐述。
二、预应力混凝土构件的原理与特点1.原理预应力混凝土构件的原理是在混凝土硬化前，通过施加预应力，使混凝土产生预压应力。
在承受荷载时，预压应力与荷载产生的拉应力相互抵消，从而提高混凝土构件的承载能力和抗裂性能。
2.特点（1）高强度：预应力混凝土构件通过预应力技术，使混凝土在承受荷载前产生预压应力，从而提高了混凝土的承载能力。
（2）良好的耐久性：预应力混凝土构件具有较好的抗裂性能，可以防止混凝土内部钢筋的锈蚀，提高构件的耐久性。
（3）广泛的适用性：预应力混凝土构件适用于各种建筑结构，如桥梁、高层建筑、大跨度空间结构等。
三、预应力混凝土构件的分类及应用领域1.分类预应力混凝土构件根据预应力施加方式的不同，可分为两大类：先张法预应力混凝土构件和后张法预应力混凝土构件。
（1）先张法预应力混凝土构件：在混凝土浇筑前，先对钢筋进行张拉，然后浇筑混凝土，待混凝土硬化后，放松钢筋，使混凝土产生预压应力。
（2）后张法预应力混凝土构件：在混凝土浇筑后，将钢筋穿过预留孔道，然后进行张拉，使混凝土产生预压应力。
2.应用领域（1）桥梁工程：预应力混凝土桥梁具有自重轻、承载能力高、施工速度快等优点，广泛应用于城市高架桥、高速公路、铁路桥梁等。
（2）高层建筑：预应力混凝土构件可以提高建筑物的抗震性能，降低结构自重，适用于高层建筑的基础、柱、梁等构件。
混凝土预应力构件规格及种类
混凝土预应力构件规格及种类一、前言混凝土预应力构件是一种经过预应力处理的混凝土构件，具有较高的抗弯强度和抗剪强度。
预应力构件在建筑、桥梁、隧道等工程中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍混凝土预应力构件的规格及种类。
二、混凝土预应力构件的种类1. 预应力混凝土板预应力混凝土板是一种经过预应力处理的混凝土板。
预应力混凝土板可以分为预应力板和钢筋混凝土板两种。
预应力混凝土板通常用于建筑、桥梁、隧道等工程中的地面、楼板、墙板等部位。
2. 预应力混凝土梁预应力混凝土梁是一种经过预应力处理的混凝土梁。
预应力混凝土梁可以分为预应力梁和钢筋混凝土梁两种。
预应力混凝土梁通常用于建筑、桥梁、隧道等工程中的梁、柱、墩等部位。
3. 预应力混凝土柱预应力混凝土柱是一种经过预应力处理的混凝土柱。
预应力混凝土柱可以分为预应力柱和钢筋混凝土柱两种。
预应力混凝土柱通常用于建筑、桥梁、隧道等工程中的柱、墩等部位。
4. 预应力混凝土桥梁预应力混凝土桥梁是一种经过预应力处理的混凝土桥梁。
预应力混凝土桥梁可以分为预应力桥梁和钢筋混凝土桥梁两种。
预应力混凝土桥梁通常用于桥梁工程中的主梁、桥墩等部位。
5. 预应力混凝土管桩预应力混凝土管桩是一种经过预应力处理的混凝土管桩。
预应力混凝土管桩可以分为预应力管桩和钢筋混凝土管桩两种。
预应力混凝土管桩通常用于桥梁、隧道、港口等工程中的地基支撑、桩基等部位。
三、混凝土预应力构件的规格1. 预应力混凝土板规格预应力混凝土板的规格根据不同的工程需求而定。
一般情况下，预应力混凝土板的长度在3-12米之间，宽度在1-3米之间，厚度在0.1-0.5米之间。
2. 预应力混凝土梁规格预应力混凝土梁的规格根据不同的工程需求而定。
一般情况下，预应力混凝土梁的长度在3-30米之间，高度在0.3-2米之间，宽度在0.2-1米之间。
3. 预应力混凝土柱规格预应力混凝土柱的规格根据不同的工程需求而定。
一般情况下，预应力混凝土柱的高度在3-30米之间，直径在0.3-2米之间。
预应力混凝土分类
预应力混凝土分类
预应力混凝土是一种特殊的混凝土，它通过在混凝土中引入预应力（张拉力或压缩力），以增强混凝土的强度和耐久性。
根据预应力的来源和引入方式，预应力混凝土可以分为以下几类：
1. 预应力张拉混凝土：通过张拉钢筋或钢束来引入预应力。
2. 预应力压缩混凝土：通过压缩混凝土来引入预应力。
3. 预应力预制混凝土构件：在混凝土构件制造过程中，通过张
拉或压缩的方式引入预应力，以增强构件的强度和稳定性。
4. 预应力钢筋混凝土桩：在钢筋混凝土桩的制造过程中，通过
张拉钢筋的方式引入预应力，以提高桩的承载能力。
5. 预应力预应力混凝土板：在混凝土板的制造过程中，通过张
拉或压缩的方式引入预应力，以增强板的强度和刚度。
预应力混凝土在工程领域中应用广泛，如建筑、桥梁、隧道、水利工程等。
不同类型的预应力混凝土根据工程需要和应力形式的不同，应选择合适的类型和应用方式。
- 1 -。
预应力混凝土构件
预应力混凝土构件预应力混凝土构件是指在施工前先在混凝土构件内部施加预应力，在混凝土的使用过程中产生的应力将部分或全部抵消这些预应力，使构件在使用过程中免受拉力，从而提高混凝土构件的抗拉性能。
预应力混凝土构件具有高强度、高刚度、轻型、耐久性高、施工周期短等显著优点，在现代建筑中得到广泛应用。
预应力混凝土构件的构造形式按照预应力混凝土构件的构造形式，可以分为两种：预应力混凝土无梁板预应力混凝土无梁板是一种大板式构件，具有承载能力强、刚度好等优点，其截面形式可以为矩形、T形、I形等。
预应力混凝土无梁板在现代建筑中应用广泛，主要用于超高层建筑、桥梁、隧道、机场场地、空中交换站等场所。
预应力混凝土梁预应力混凝土梁是一种长条形构件，其主要作用是承受荷载并将荷载传递到其他构件上，起到缩短跨度、延长跨度等作用。
预应力混凝土梁的截面形式多样，如矩形、T形、U形等。
预应力混凝土梁在现代建筑中也得到了广泛应用，如大型厂房、桥梁等。
预应力混凝土施工工艺预应力混凝土施工工艺主要包括以下几个步骤：1.预制各构件中的钢筋束钢筋束应按照设计要求制作，通常应将下层激励钢筋放置到模板上，再加上上层钢筋束，控制好所有钢筋束的间距和弦长。
2.将钢筋束张拉至预定预应力值在支座下张拉钢筋束，使其达到预定预应力值，张拉后测量应力比。
3.预制构件混凝土浇筑根据设计要求先将一定数量的混凝土浇入模板内，再放置好钢筋束，浇注混凝土，抹平表面。
4.养护在混凝土强度达到一定的强度后进行拆模，并采取适当的养护措施，使混凝土达到优良的波动强度和耐久性。
预应力混凝土在实际工程中的应用举例1.惠州凤凰机场跑道工程惠州凤凰机场二号跑道与辅道主要采用了矩形截面的预应力混凝土板，使得跑道与辅道在强度、振动和平整度上都得到了大幅度提升。
2.同济医院新院大楼工程同济医院新院大楼采用的预应力混凝土梁承受了大量的荷载，使得大楼结构更加稳固，从而达到了既美观又实用的效果。
3.潍坊市二环高架桥工程潍坊市二环高架桥的结构采用了预应力混凝土板和框架板的组合，以及翼墙框架和叠合板结构的组合，增强了桥梁的刚度和稳定性，并达到了节约材料、经济实用的效果。
第10章预应力混凝土构件
sII E pcII l 5
关于 pcII的求解，仍由前述图形根据力的平衡条件可得到公式
（10-31），即：
pcII ( con l ) Ap l 5 As Ac E As E Ap N pII l 5 As A0
上式即为混凝土受到的“有效预压应力”的计算式，由于所有 的预应力损失均已产生，所以在荷载作用前，混凝土受到的预压应 力不会减少。 （2）使用阶段 1）加载至混凝土压应力为零
假定构件中布置有预应力钢筋和非预应力钢筋。
（1）施工阶段 1）张拉预应力钢筋：各材料的应力如表10-8中的b项； 2）在混凝土受到预压应力之前（此时预应力钢筋未放松）：各材 料的应力如表10-8中的c项，假定第一批预应力损失已完成；
12
3）放松预应力钢筋：混凝土达到强度等级的75%以上方可放松预
应力钢筋；此时构件受到压力作用，将产生压应变 pcI ，
4）混凝土受到预压应力，完成第二批损失 lII后（即全部预应力损
失完成）。此时，第二批损失将使预应力钢筋的应力减少 lII ，
但混凝土的应力发生变化后还将影响预应力钢筋的应力，讨论之。
A.由于预应力钢筋对混凝土的受压作用降低，将使构件产生增量 （拉）应变，设为 pcII ； B.对应混凝土产生增量拉应力： pcII Ec pcII（拉）（e） 此时混凝土应力设为 ，显然有关系： pcII pcI pcII pcII
所以得：
pcII
pcI pcII
1 Ec ( pcI pcII )
（拉）（f）
（g）
15
将（f）代入（e）得： pcII
C.对应预应力钢筋产生增量拉应力： peII Es pcII
预应力混凝土构件知识
预应力混凝土构件知识在现代建筑工程中，预应力混凝土构件扮演着至关重要的角色。
它们凭借着独特的性能和优势，为各类建筑结构的稳固和安全提供了有力保障。
接下来，让我们一同深入了解预应力混凝土构件的相关知识。
首先，我们来谈谈什么是预应力混凝土构件。
简单来说，预应力混凝土构件就是在混凝土构件承受使用荷载之前，预先对其施加压力，从而在构件内部产生一定的预压应力。
这种预压应力能够有效地抵消或减小使用荷载作用下产生的拉应力，从而提高构件的抗裂性能和承载能力。
预应力混凝土构件的优点众多。
其一，显著提高了构件的抗裂性能。
普通混凝土构件在受到拉应力时容易出现裂缝，而预应力混凝土构件由于预先施加了压力，大大减少了裂缝的产生和发展，提高了结构的耐久性。
其二，增加了构件的承载能力。
通过施加预应力，可以使混凝土构件更好地发挥材料的性能，承受更大的荷载。
其三，节省材料。
预应力混凝土构件可以采用高强度材料，减少了混凝土和钢筋的用量，降低了工程造价。
其四，改善了结构的使用性能。
预应力混凝土构件的挠度较小，结构的刚度更大，使用起来更加舒适和安全。
预应力混凝土构件的分类方式多样。
按照施工方法，可以分为先张法预应力混凝土构件和后张法预应力混凝土构件。
先张法是在台座上先张拉钢筋，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，切断钢筋，使钢筋的回缩力通过混凝土与钢筋之间的粘结传递给混凝土，从而在混凝土中建立预压应力。
后张法则是先浇筑混凝土构件，预留孔道，待混凝土达到规定强度后，在孔道中穿入预应力钢筋，然后进行张拉并锚固，最后通过孔道灌浆使预应力钢筋与混凝土形成整体。
按照预应力钢筋的布置方式，预应力混凝土构件又可以分为直线配筋、曲线配筋和折线配筋等。
直线配筋适用于跨度较小、荷载较小的构件；曲线配筋能够更好地适应构件的弯矩分布，提高构件的抗裂性能和承载能力；折线配筋则常用于一些特殊形状或受力复杂的构件。
在设计预应力混凝土构件时，需要考虑多个因素。
首先是荷载的计算，包括恒载、活载、风载、地震作用等，以确定构件所承受的最大内力。
预应力混凝土构件
35
280
f
pc '
(7-7)
l5
cu
115
(7-8)
'
35 280 pc
'
fcu
l5
115
(7-9)
凝 土pc、法向'pc压--应受力拉;区、受压区预应力钢筋在各自合力点处的混
f
' cu
--施加预应力时的混凝土立方体抗压强度;
、 ' --受拉区、受压区预应力钢筋和非预应力钢筋的配筋
率:对先张法构件， 对后张法构件
结构处于年平均相对湿度低于40%的环境下， l5及 ' 值
应增加:30%。
l5
当采用泵送混凝土时，宜根据实际情况考虑混凝土收缩、徐 变引起预应力损失值增大的影响。
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第三节张拉控制应力和预应力损失
所有能减少混凝土收缩、徐变的措施，相应地都将减少 。 (6)l5 :用螺旋式预应力钢丝(或钢筋)作配筋的环形结构构
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第三节张拉控制应力和预应力损失
(2) l2 :由预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起，主要对后张
法x--有张影拉响端，至计计算算如截下面式的:孔道l2 长 度c(o弧n(1长，ekmx1)， )可近似取该(7-段2)孔
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什么叫预应力构件和预应力混凝土？
6.1.1预应力混凝土的基本原理
1.为什么使用预应力混凝土
由于混凝土的抗拉性能很差,使钢筋混凝土存在两个无法解决的问题:一是在使用荷载作用下,钢筋混凝土受拉,受弯等构件通常是带裂缝工作的.二是从保证结构耐久性出发,必须限制裂缝宽度.为了要满足变形和裂缝控制的要求,则需增大构件的截面尺寸和用钢量,这将导致自重过大,使钢筋混凝土结构用于大跨度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济.
6.1 预应力混凝土的基本概念
理论上讲,提高材料强度可以提高构件的承载力,从而达到节省材料和减轻构件自重的目的.但在普通钢筋混凝土构件中,提高钢筋强度却难以收到预期的效果.这是因为,对配置高强度钢筋的钢筋混凝土构件而言,承载力可能已不是控制条件,起控制作用的因素可能是裂缝宽度或构件的挠度.当钢筋应力达到 500～1000N/mm2时,裂缝宽度将很大,无法满足使用要求.因而,钢筋混凝土结构中采用高强度钢筋是不能充分发挥其作用的.而提高混凝土强度等级对提高构件的抗裂性能和控制裂缝宽度的作用也极其有限.
混凝土抗拉强度及极限拉应变值都很低.其抗拉强度只有抗压强度的1/10～1/18,极限拉应变仅为0.0001～0.00015,即每米只能拉长 0.1～0.15mm,超过后就会出现裂缝.而钢筋达到屈服强度时的应变却要大得多,约为0.0005～0.0015,如HPB235级钢筋就达1×10 -3.对使用上不允许开裂的构件,受拉钢筋的应力只能用到20～30N/mm2,不能充分利用其强度.对于允许开裂的构件,当受拉钢筋应力达到 250N/mm2时,裂缝宽度已达0.2～0.3mm..
2. 预应力混凝土的基本原理
为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现,充分利用高强度钢筋及高强度混凝土,可以设法在结构构件承受使用荷载前,预先对受拉区的混凝土施加压力,使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力,从而将结构构件的拉应力控制在较小范围,甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展,从而提高构件的抗裂性能和刚度.
预应力混凝土的基本原理可用图 6.1.1说明.
6.1.2 预应力混凝土的分类
1.根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同分类
(1)全预应力混凝土
在使用荷载作用下,不允许截面上混凝土出现拉应力的构件.属严格要求不出现裂缝的构件.
(2)部份预应力混凝土
允许出现裂缝,但最大裂缝宽度不超过允许值的构件.属允许出现裂缝的构件.
无粘结预应力钢筋是将预应力钢筋的外表面涂以沥清,油脂或其他润滑防锈材料,以减小摩擦力并防锈蚀,并用塑料套管或以纸带,塑料带包裹,以防止施工中碰坏涂层,并使之与周围混凝土隔离,而在张拉时可言纵向发生相对滑移的后张预应力钢筋.
特点:不需要预留孔道,也不必灌浆,施工简便,快速,造价较低,易于推广应用.
6.1.3 预应力混凝土的特点
与钢筋混凝土相比,预应力混凝土具有以下特点:
1.构件的抗裂性能较好.
2.构件的刚度较大.由于预应力混凝土能延迟裂缝的出现和开展,并且受弯构件要产生反拱,因而可以减小受弯构件在荷载作用下的挠度.
3.构件的耐久性较好.由于预应力混凝土能使构件不出现裂缝或减小裂缝宽度,因而可以减少大气或侵蚀性介质对钢筋的侵蚀,从而延长构件的使用期限.
4.工序较多,施工较复杂,且需要张拉设备和锚具
等设施.
注意:预应力混凝土不能提高构件的承载能力.也
就是说,当截面和材料相同时,预应力混凝土与普通
钢筋混凝土受弯构件的承载能力相同,与受拉区钢筋
是否施加预应力无关.
6.1.4 施加预应力的方法
按照张拉钢筋与浇筑混凝土的先后关系,施加预应力的方法可分为先张法和后张法两类.
1.先张法
定义:先张拉预应力钢筋,然后浇筑混凝土的施工方法,称为先张法.
张拉设备:
主要工艺过程是:穿钢筋→张拉钢筋→浇筑混凝土并进行养护→切断钢筋.
锚具(一)
锚具(二)
主要优点:生产工艺简单,工序少,效率高,质量易于保证,同时由于省去了锚具和减少了预埋件,构件成本较低.
适用范围:主要用于工厂化大量生产,尤其适宜用于长线法生产中,小型构件.
2.后张法
定义:先浇筑混凝土,待混凝土硬化后,在构件上直接张拉预应力钢筋,这种施工方法称为后张法.
张拉设备
主要工艺过程:浇筑混凝土构件(在构件中预留孔道)并进行养护→穿预应力钢筋→张拉钢筋并用锚具锚固→往孔道内压力灌浆,如图6.1.5.
主要优点:预应力钢筋直接在构件上张拉,不需要张拉台座,所以后张法构件既可以在预制厂生产,也可在施工现场生产.大型构件在现场生产可以避免长途搬运,故我国大型预应力混凝土构件主要采用后张法.
主要缺点:生产周期较长;需要利用工作锚锚固钢筋,钢材消耗较多,成本较高;工序多,操作较复杂,造价一般高于先张法.。