第八章 预应力混凝土结构
第八章 预应力混凝土结构工程施工测试题
预应力混凝土结构工程施工测试题一、判断1.钢管抽芯法抽管时应控制在砼终凝后进行。
（）2.先张法施工是借助于构件端部的锚具传递预压应力。
( )3.预应力粗钢筋制作的包括冷拉、下料和编速等工序。
( )4.后张法张拉配有多根预应力筋时，应单根张拉。
( )5.先张法适用于生产中小型预应力混凝土构件，如预应力空心板、屋面板、吊车梁、檩条等。
( )6.先张法生产预应力混凝土构件时，钢筋锚固在台座上，台座承受全部预应力钢筋的拉力，因此要有足够强度。
（）7.预应力混凝土后张法施工适用于现场生产大型构件。
( )8.预应力混凝土构件生产时，建立预应力筋张拉程序的目的是为了减少预应力筋的应力松弛损失。
( )9.先张法所使用的夹具永久地留在构件上，不能取下重复使用。
( )10.对于平卧叠浇的预应力钢筋混凝土构件，宜先下后上逐层进行张拉。
( )二、选择1.先张法放松预应力钢筋的原则是：（）A.对称放松B.不对称放松C.先细钢筋后粗钢筋D.先粗钢筋后细钢筋2.预应力混凝土的主要目的是提高构件的：（）A.强度B.刚度C.抗裂度D.B + C3.在预应力混凝土结构中，一般要求混凝土的强度等级不宜低于：（）A.C20B.C30C. C40D.C504.采用钢绞线的预应力混凝土，其强度等级不宜低于：（）A.C20 B.C30 C. C40 D.C505.预应力空心楼板施工中，其预应力张拉方法通常采用：（）A.后张法B.后张自锚法C.先张法D.电热法6.后张法施工中，混凝土强度应达到设计强度的多少时，方能张拉预应力筋：（）A.75%B.80%C.90%D.100%7.先张法中混凝土强度一般应不低于混凝土标准强度的多少比例，方能放松预应力筋：（）A.50%B.60%~70%C.75%D.100%8.后张法的概念是：（）A.后张拉钢筋B.后浇筑混凝土C.先浇筑混凝土后张拉钢筋D.先张拉钢筋后浇筑混凝土9.无粘结预应力混凝土采用( )。
简要说明预应力混凝土结构的基本原理
简要说明预应力混凝土结构的基本原理
预应力混凝土结构是指在混凝土结构进行加工之前，先在混凝土结构中对其进行张拉，使得混凝土结构内部产生一定的应力，这种内部应力在混凝土混凝土结构受到外部的压力时，可以使受压的元素的抗压性能得到提高。
预应力混凝土结构具有轻量化、强度和抗震等优点，因此被广泛应用于大桥、高层建筑、水利水电和其他重要的土木工程中，以满足大范围的地震等抗震要求。
预应力混凝土结构的基本原理是，先在混凝土结构中施加钢筋张拉，利用外部预加的张力，使混凝土结构中的应力发生变化，形成斜率，使混凝土结构内的应力尽可能地相同，以获得最佳的抗压性能。
当混凝土结构受到外部的压力时，先前引起的张力便可抵消部分或全部外力所产生的作用，从而降低受力元件中应力的大小。
- 1 -。
混凝土结构与砌体结构PPT课件-模块8：预应力混凝土构件
模块8
(a) 张拉端 (b) 分散式固定端 (c) 集中式固定端 镦头锚具
锥塞式锚具
常 见 的 几 种 锚 具
(a) JM12型锚具
QM
XM
(b) XM型与QM型锚具夹片
(c) QM型单孔锚具 夹片式锚具
(d) QM型多孔锚具
混凝土结构与砌体结构
模块8
8.3 预应力混凝土材料
混凝土：一般要求不应低于C30；采用钢丝，钢铰 线，热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝 土强度等级不宜低于 C40。
混凝土结构与砌体结构
模块8
预应力混凝土构件的锚、夹具
锚、夹具：用于固定钢筋
构件制作完后，能取下重复使用–––夹具 用于永久固定钢筋、作为构件的一部分 –––锚具
不同种类的锚具，有不同的固定原理。同时， 固定预应力筋、锚具则不同，则钢筋的回缩量不同， 锚具的尺寸外形对构件的影响也不同。
混凝土结构与砌体结构
混凝土结构与砌体结构
模块8
模块8 预应力混凝土构件
混凝土结构与砌体结构
本章重点
模块8
预应力混凝土的概念及其优点 ； 施加预应力的方法及预应力混凝土材
料的要求；
预应力损失的原因及其计算和组合； 预应力混凝土构件的受力性能分析；
预应力混凝土构件的截面设计。
混凝土结构与砌体结构
模块8
（2）收缩、徐变小。
（3）快硬、早强。为了提高台座、模板、夹具等设备的 周转率，以便能及早施加预应力，加快施工速度，降低 费用，预应力混凝土需要掺加外加剂以使混凝土快硬、 早强。
混凝土结构与砌体结构
模块8
§8.4 张拉控制应力和预应力损失 8.4.1 张拉控制应力scon
scon：张拉钢筋时，张拉设备上的测力计所
预应力混凝土结构
预应力混凝土结构在现代建筑领域中，预应力混凝土结构是一种被广泛应用且具有重要地位的结构形式。
它以其独特的性能和优势，为各种大型、复杂的建筑和基础设施项目提供了可靠的支撑和保障。
那么，什么是预应力混凝土结构呢？简单来说，预应力混凝土结构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。
这样，在后续承受外荷载时，混凝土能够更好地发挥其抗压性能，提高构件的承载能力和抗裂性能。
预应力混凝土结构的优点众多。
首先，它能够显著提高结构的承载能力。
通过施加预应力，可以使混凝土在承受荷载时更加有效地工作，从而能够承受更大的重量和压力。
这对于建造大型桥梁、高层建筑等需要承受巨大荷载的结构来说，是至关重要的。
其次，预应力混凝土结构具有良好的抗裂性能。
由于在构件内部预先存在压应力，当外荷载产生的拉应力小于预压应力时，混凝土就不会开裂。
这不仅能够延长结构的使用寿命，还能提高结构的耐久性和安全性。
比如，在一些经常受到动荷载作用的桥梁结构中，预应力的应用可以有效地减少裂缝的产生和扩展，保证桥梁的正常运行。
再者，预应力混凝土结构可以减小构件的截面尺寸，从而节省材料和降低造价。
由于预应力的作用，构件能够在较小的截面尺寸下承受相同的荷载，这意味着可以减少混凝土和钢筋的用量，降低建筑成本。
预应力混凝土结构的施工方法主要有先张法和后张法两种。
先张法是在台座上先张拉预应力钢筋，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，放松预应力钢筋，使钢筋的回缩力通过钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土，从而在混凝土中产生预压应力。
这种方法通常适用于生产预制构件，如预应力空心板、预应力梁等。
后张法则是先浇筑混凝土构件，在构件中预留孔道，待混凝土达到规定强度后，将预应力钢筋穿入孔道，然后在构件两端进行张拉，并利用锚具将预应力钢筋锚固在构件上，最后进行孔道灌浆。
后张法适用于现场施工的大型构件，如桥梁的箱梁、T 梁等。
在设计预应力混凝土结构时，需要考虑众多因素。
预应力混凝土结构概述(结构设计)
预应力混凝土结构的优缺点
预应力混凝土结构的主要优点
①提高构件的抗裂度，改善了构件的受力性能。因此适用于对裂 缝要求严格的结构；
②由于采用了高强度混凝土和钢筋，从而节省材料和减轻结构自 重，因此适用于跨度大或承受重型荷载的构件；
③提高了构件的刚度，减少构件的变形，因此适用于对构件的刚 度和变形控制较高的结构构件；
④可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力；
⑤预应力可做为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方 法的发展。
预应力还可以提高结构的耐疲劳性能,这对承受动荷载的桥梁结 构来说是很有利的。
IV级：钢筋混凝土结构。
国内配筋混凝土结构的分类
根据国内工程习惯，我国对以钢材为配筋的配筋混凝土结构系 列，采用按其预应力度分成全预应力混凝土、部分预应力混凝土和 钢筋混凝土等三种结构的分类方法。
（1）预应力度的定义 《公路桥规》将受弯构件的预应力度（λ）定义为由预加应力 大小确定的消压弯矩M0与外荷载产生的弯矩Ms的比值，即
预应力混凝土构 件的预 到零时的弯矩
按作用（或荷载）短期 效应组合计算的弯矩值
（2）配筋混凝土构件的分类
全预应力混凝土构件——在作用（荷载）短期效应组合下控制的正 截面受拉边缘不允许出现拉应力（不得消压），即 λ≥1；
部分预应力混凝土构件——在作用（荷载）短期效应组合下控制的 正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝，即1＞ λ ＞0；
国内外配筋混凝土结构的分类
国外配筋混凝土结构的分类
I级：全预应力—在全部荷载最不利组合作用下，正截面上混凝 土不出现拉应力；
II级：有限预应力—在全部荷载最不利组合作用下，正截面上 混凝土允许出现拉应力，但不超过其抗拉强度（即不出现裂缝）；在 长期持续荷载作用下，混凝土不出现拉应力；
预应力混凝土结构概述(修正)
部分预应力混凝土结构：这种结构中的部分混凝土构件承受预应力，其他构件则为普通混凝土构件
复合预应力混凝土结构：这种结构由两种或两种以上的预应力混凝土构件组成
Part 3
预应力混凝土结构的优点
预应力混凝土结构的优点
预应力混凝土结构的优点主要包括以下几点
提高承载能力：由于预应力钢筋对混凝土的拉伸作用，使得混凝土的承载能力得到提高。这种提高可以通过预先对钢筋进行拉伸计算得出，因此可以精确控制
设计灵活性：预应力混凝土结构的设计灵活性较大，可以根据实际需要进行灵活的设计和施工。例如，可以在结构的不同部位采用不同的预应力度和不同的材料等
Part 4
预应力混凝Leabharlann 结构的缺点预应力混凝土结构的缺点
然而，预应力混凝土结构也存在一些缺点，主要包括以下几点
施工难度大：预应力混凝土结构的施工需要使用高强度钢筋和特殊工艺，如张拉和锚固等，因此施工难度较大，需要专业的技术人员进行指导和操作
建造成本高：由于预应力混凝土结构的施工难度大，需要使用更多的高强度钢筋和特殊工艺，因此其建造成本相对较高
预应力混凝土结构的缺点
维护和修复困难：由于预应力混凝土结构的材料用量减少，使得结构的自重减轻，同时也降低了结构的刚度。因此，在结构出现损伤或裂缝时，维护和修复工作相对较为困难
对环境影响大：预应力混凝土结构的施工需要使用大量的水泥和砂石等材料，这些材料的生产和使用会对环境产生较大的影响。同时，在结构的拆除和废弃过程中也会产生大量的建筑垃圾
体育场馆
在体育场馆建设中，预应力混凝土结构被广泛应用于看台和舞台等部位。由于其具有高强度和延展性的特点，能够承受大量观众的载荷以及各种激烈运动的冲击作用
**
预应力混凝土结构的基本概念及材料—预应力混凝土结构的三种概念
(—AF + —MI—c)
My —I—
(—AF -+ —MI—y)
A—F
—MI—c
(—AF - —MI—c)
预应力钢筋的重心与梁的重心重合时截面的应力分布
1. 第一种概念
a）
截面重心线
e cc
偏心预应力钢筋
b）
c）
d）
e）
(—AF -—FI—ec +—MI—c)
—FI—ey
—M—I y
(—AF -+—FI—ey +-—M— I y )
b）的内部抵抗力矩 a）钢筋混凝土梁的隔离体 b）预应力混凝土梁的隔离体
2. 第二种概念
根据两者的相似性，可以将预应力钢筋与普 通钢筋作等强代换，减少用钢量，这在很多情况 下是经济可行的。
该种概念是预应力混凝土的强度理论， 表明预应力可充分发挥高强钢材和高强混 凝土，但却不能超越材料自身强度的界限。
—AF
—FI—ec
—M—I c
(—AF + —FI—ec - —MI—c)
预应力钢筋偏离混凝土截面的重心时截面应力分布
1. 第一种概念
这种概念将预应力钢筋的作用看成是改变 混凝土性能的一种手段。通过施加预应力将混 凝土作为弹性材料，采用材料力学公式及叠加 原理计算混凝土的应力、应变和挠度、上拱， 计算十分方便。
a)
b)
具有弯折形预应力筋的预应力梁
3. 第三种概念
该种概念的作用将预加应力看成是 改善使用荷载作用下结构工作性能的有 效手段，指出了预加应力效应和荷载效 应之间的相互关系，为分析、设计复杂 的预应力结构提供简捷的方法。
《钢筋混凝土结构》
预应力混凝土结构
预应力混凝土结构的 三种概念
8 预应力混凝土结构的一般知识
粘结应力
Np
径向压应力
lf(传递长度)
（2）后张法（在获得足够强度的混凝土结构构件上张拉钢筋）
适用：生产大型构件（可根据需要做成曲线或折线预应力钢筋）
试件 锚具 预留孔道 千斤顶
浇筑混凝土构件，同时在构件中预留孔道
（埋臵式：螺旋波纹铝皮套管；抽拔式：充气橡皮管成型） 待混凝土强度达到设计强度的75%及以上 穿入要张拉的预应力钢筋
常用锚具
1、螺丝端杆锚具（支承式锚具） 优点：操作简单，受力可靠，滑移量小 缺点：预应力筋下料长度的精度要求高，不能多根锚固 适用于较短的预应力构件及直线预应力构件
垫板 螺母 螺丝端杆 对焊 预应力筋
螺丝端杆锚具
2、镦头锚具（支承式锚具） 利用钢筋的粗镦头（冷镦、热镦）来锚固预应力钢丝 优点：加工简单、张拉方便、锚固可靠、成本低廉、节约两端伸出预应力钢丝 缺点：钢丝下料长度要求严格、张拉端一般要扩孔，较费人工 适用于单跨结构及直线型构件
安全可靠，其锚距本身具有足够的强度和刚度
构造简单，加工制作方便 施工方便、节约材料、价格低廉 锚具分类 《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》（JGJ85-92），根据锚具的 锚固性能（静载锚固性能、疲劳性能和抗震性能）和结构的受力条件 I类锚具：适用于承受动、静荷载的预应力混凝土结构 II类锚具：适用于有粘结预应力混凝土结构且锚具处于预应力变化不大的部位
OVM张拉端锚具
YJW千斤顶
OVM200钢绞线拉索锚具
OVM250钢绞线拉索锚
ZB618高压油泵
五、预应力混凝土材料 1、预应力钢材 预应力钢材的发展趋势：高强度、粗直径、低松弛和耐腐蚀 (1)金属预应力筋 碳素钢丝（高强钢丝）—直径3mm9mm，抗拉强度标准值1470、1570、 1670、1770N/mm2 含碳量0.5% 0.9%的优质高碳钢盘条经索氏体化处理、酸冼、镀铜 或磷化后经几次冷拔而成 高碳钢 冷拔 冷拔钢丝 低温（一般低于500度）矫直处理 矫直回火钢丝（消除应力钢丝） 稳定化处理（在一定温度（300度）和拉应力下进行应力 消除回火处理、然后冷却至常温） 低松弛钢丝 另外，还有刻痕钢丝、镀锌钢丝等。
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一、填空题
1、预应力混凝土结构中，对预应力钢筋的要求有、较好的塑性和焊接能力、及。
2、施加预应力时，混凝土的强度不应低于混凝土强度设计值的。
3、预应力构件从开始张拉直至被破坏，需经历及阶段的各个应力变化过程。
4、张拉控制应力与钢筋种类有关，精轧螺纹钢筋与钢丝和钢绞线相比，其控制应力较；控制应力还与张拉方法有关，后张法的控制应力较先张法的控制应力要。
5、对构件受拉区施加预应力能延迟裂缝的出现，提高构件的和。
6、减小摩擦损失的主要措施有。
7、减小钢筋松弛损失的主要措施有。
8、预应力混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力一般通过来保证。
9、施工时，先张法构件中预应力钢筋的张拉力由承受，预应力钢筋建立起强大的张拉应力；而后张法构件中，预应力钢筋的张拉力由承受。
10、国内常用的预应力钢筋有、和。
二、判断题
1、所谓预应力，即在承受外荷载前，已在钢筋混凝土构件上施加的预拉应力。
（）
2、预应力混凝土受弯构件使用阶段与施工阶段的受力状态是相同的。
（）
3、混凝土的预应力用于抵消荷载引起的拉应力，从而提高结构的承载能力。
（）
4、为了减少钢筋与管道之间的摩擦引起的预应力损失，对于较大的构件可以采用两端同时张拉的方法。
（）
5、张拉控制应力是指预应力钢筋重心处混凝土的应力。
（）
6、通过施加预应力可以提高结构的承载力。
（）
7、施加预应力并不能提高梁的抗弯极限强度，其原因是预应力只能在弹性工作阶段发挥功效。
（）
8、对构件的受压钢筋施加预应力将降低构件的抗裂度。
（）
9、预应力混凝土梁与钢筋混凝土梁相比，不但抗裂度提高了，而且正截面受弯承载力也提高了。
（）
10、对受弯构件的受拉钢筋施加预应力，可提高其抗裂度和斜截面的承载力。
（）引起的预应力损失时，应考虑非预应力钢筋的影响。
（）
三、选择题（单选或多选）
1、预应力混凝土构件中对混凝土材料的要求有（）。
A．强度高B．快硬、早强C．收缩、徐变小D．由较好的塑性
2、先张法构件中第一批预应力损失包括（）。
A．预应力筋与管壁间摩擦引起的应力损失
B．锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失
C．钢筋与台座间的温差引起的应力损失
D．混凝土弹性压缩所引起的应力损失
E．钢筋应力松弛引起的应力损失的一半
F．钢筋应力松弛引起的应力损失
G．混凝土收缩和徐变引起的应力损失
3、后张法构件中第一批预应力损失包括（）。
A．预应力筋与管壁间摩擦引起的应力损失
B．锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失
C．钢筋与台座间的温差引起的应力损失
D．混凝土弹性压缩所引起的应力损失
E．钢筋应力松弛引起的应力损失
F．混凝土收缩和徐变引起的应力损失的一半
G．混凝土收缩和徐变引起的应力损失
4、在对预应力混凝土结构的叙述中，下列哪些说法是正确的？（）
A．张拉控制应力不能过大也不能过小
B．施加预应力可提高结构的承载能力
C．预应力混凝土结构中应选用高强钢筋和混凝土
D．由于钢筋和混凝土的线胀系数接近，所以不会产生温差引起的预应力损失E．预应力结构是用混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足
F．预应力可以提高结构的刚度及抗裂度
5、为减少钢筋和管壁间的摩擦引起的损失，可采用的方法是（）
A．采用两次升温养护
B．采用超张拉
C．采用长线法施工
D．采用两端张拉
E．减少孔道位置偏差
F．在接触材料表面涂水溶性润滑剂
6、部分预应力混凝土是指（）
A．只有一部分是预应力筋，其它是普通钢筋
B．只有一部分混凝土有预应力
C．一部分是预应力混凝土，一部分是普通钢筋混凝土
D．在使用荷载作用下构件正截面出现拉应力或限值内的裂缝
7、后张法与先张法相比，后张法（）。
A．施工工艺更简单
B．便于现场施工
C．有钢筋与管壁间摩擦引起的应力损失
D．有钢筋与台座间温差引起的损失
8、后张法与先张法构件相比，先张法（）。
A．施工工艺更简单
B．有钢筋与管壁间摩擦引起的应力损失
C．需要张拉台座
D．有钢筋与台座间温差引起的损失
9、在其他条件相同时，预应力混凝土梁抗剪承载力与钢筋混凝土梁的抗剪承载力相比，其值要（）。
A．大B．小C．相同D．不能确定
10、有关预应力混凝土构件的叙述中，下列说法正确的是（）。
A．预应力构件与普通钢筋混凝土构件相比，其延性较好
B．全预应力混凝土结构在使用荷载下有可能带裂缝工作
C．通过施加预应力可以提高结构的承载能力
D．对构件的受压钢筋施加预应力将降低构件的抗裂度
11、全预应力混凝土结构和部分预应力混凝土结构（）。
A．在设计荷载作用下，两者都不容许混凝土出现拉应力
B．在设计荷载作用下，两者都不容许出现混凝土开裂
C．在设计荷载作用下，前者容许混凝土出现拉应力，后者容许
D．在设计荷载作用下，前者容许混凝土全截面参加工作，后者不容许
12、预应力混凝土构件与同条件下的钢筋混凝土构件相比，其延性（）。
A．相同B．大些C．小些
13、在预应力混凝土构件中，应采用（）。
A．高强度混凝土，低强度钢筋B．低强度混凝土，高强度钢筋
C．高强度混凝土，高强度钢筋D．低强度混凝土，低强度钢筋
14、大跨度预应力混凝土梁采用曲线形布置预应力钢筋，其主要目的是为了（）。
A．利于锚具的布置
B．防止产生预拉区裂缝和减小支座附近区段的主拉应力
C．减小预应力损失，提高永存应力
D．改善锚固区的局部承压
15、下列关于预应力混凝土结构的特性的说法错误的是（）。
A．提高了结构的抗裂性能B．提高了结构的承载能力
C．节省材料，减轻自重D．刚度大，抗疲劳性能好
四、简答题
1、什么是预应力损失？预应力损失包括哪些？
2、什么是钢筋的有效预应力？
3、预应力钢束弯起的曲线形状有哪几类？。