结构设计原理第二篇复习自己整理

名词解释

1预应力混凝土：事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。

2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3预应力度：《公路桥规》将预应力度定义为由预加应力大小确定的消压弯矩与外荷载产生的弯矩的比值。

4预应力混凝土结构：由配置预应力钢筋再通过张拉或其他方法建立预应力的结构，就称为预应力混凝土结构。

5预应力损失：设计预应力混凝土受弯构件时，需要事先根据承受外荷载的情况，估定其预加应力的大小，但是，由于施工因素、材料性能和环境条件等的影响，钢筋中的预拉应力将要逐渐减少，这种减少的应力就称为预应力损失。

6张拉控制应力：张拉控制应力是指预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积，所求得的钢筋应力值。

7后张法：先浇筑构件混凝土待混凝土结硬后再张拉预应力钢筋并锚固的方法

8先张法：在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土养护达到不低于混凝土设计强度值的75％，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。

9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）

10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

11钢筋的松弛：在一定的拉应力值和恒定温度下，钢筋长度固定不变，则钢筋

中的应力将随时间延长而降低，一般称这种现象为钢筋的松弛或应力松弛。

12消压弯矩：当构件加载至某一特定荷载，其下边缘混凝土的预压应力恰被抵消为零，此时在控制截面上锁产生的弯矩。

13消压状态则在作用下的控制截面上的应力状态

14拉张控制应力：预应力钢筋锚固前张拉钢筋的千斤顶所显示的总拉力除以预应力钢筋截面积所求得的钢筋应力值。

15预应力损失：由于施工因素，材料性能和环境条件的影响，预应力混凝土中预应力钢筋的预拉应力会逐渐减少，这种减少的应力就称预应力损失

简答题

1简述预应力混凝土结构的优缺点？

答：优点：提高了构件的抗裂度和刚度；可以节省材料，减小自重；可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力；结构质量安全可靠；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。

缺点：工艺较复杂，对施工质量要求甚高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍；需要有一定的专门设备；预应力反拱度不易控制；预应力混凝土结构的开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。

2为了获得强度高和收缩、徐变小的混凝土，应采取哪些措施？

答：为了获得强度高和收缩、徐变小的混凝土，应尽可能地采用高标号水泥，减少水泥用量，降低水灰比，选用优质坚硬的骨料，并注意采取以下措施：严格控制水灰比；注意选用高标号水泥；注意选用优质活性掺合料；加强振捣与养护。

3在预应力混凝土构件中，对预应力钢筋有什么样的要求？

答：首先强度要高，预应力钢筋必须采用高强度钢材，这已从预应力混凝土结构本身的发展历史作了积好的说明；还要有较好的塑性和焊接性能，高强度钢材，其塑性性能一般较低，为了保证结构物在破坏之前有较大的变形能力，必须保证预应力钢筋有足够的塑性性能，而良好的焊接性能则是保证钢筋加工质量的重要条件；要具有良好

的粘结性能；另外应力松弛损失要低。

4全预应力混凝土和部分预应力混凝土相比的特点

答：a、预应力筋和锚具用量大，造价高；b、全预应力混凝土抗裂性能好；c、抗疲劳性能好；d、反拱值大；e、延性较差；f、设计计算简单。

5预应力混凝土结构对所使用的混凝土有何要求？

答：（1）高强度。预应力混凝土必须具有较高的抗压强度，才能建立起较高的预压应力，并可减小构件截面尺寸，减轻结构自重，节约材料。对于先张法构件，高强混凝土具有较高的粘结强度。（2）收缩徐变小。这样可减小预应力损失。（3）快硬、早强。这样可以尽早地施加预应力，以提高台座、模具的周转率，加快施工进度，降低间接费用。

6公路桥梁中常用的制孔器有哪些？

答：橡胶管制孔器、金属伸缩管制孔器、钢管制孔器

7简述在预应力混凝土构件施工阶段的设计计算要求？

答：①控制受弯构件上、下缘混凝土的最大拉应力和压应力，以及梁腹的主应力，都不应超出《公路桥规》的规定值；②控制预应力筋的最大张拉应力；③保证锚具下混凝土局部承压的容许承载能力，应大于实际承受的压力，并有足够的安全度，以保证梁体不出现水平纵向裂缝。

8简述预应力混凝土梁的设计计算步骤？

答：①根据设计要求，参照已有设计的图纸与资料，选定构件的截面型式与相应尺寸；或者直接对弯矩最大截面，根据截面抗弯要求初步估算构件混凝土截面尺寸；②根据结构可能出现的荷载组合，计算控制截面最大的设计弯矩和剪力；③根据正截面抗弯要求和已初定的混凝土截面尺寸，估算预应力钢筋的数量，并进行合理的布置；④计算主梁截面几何特性；⑤进行正截面与斜截面承载力计算；⑥确定预应力钢筋的张拉控制应力，估算各项预应力损失并计算各阶段相应的有效预应力；⑦按短暂状况和持

久状况进行构件的应力验算；⑧进行正截面和斜截面的抗裂验算；⑨主梁的变形计算；⑩锚端局部承压计算与锚固区设计。

9简述预应力钢束的布置原则？

答：①钢束的布置，应使其重心线不超出束界范围。大部分钢束在靠近支点时，均须逐步弯起；②钢束弯起的角度，应与所承受的剪力变化规律相配合；③钢束的布置应符合构造要求，这对保证构件的耐久性和满足设计、施工的具体要求都是必不可少的。10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。

11简述全预应力混凝土结构的优缺点？

答：全预应力混凝土结构的优点是：刚度大，抗疲劳，防渗漏。缺点是：结构构件的反拱过大，在恒载小、活荷载大、预加力大、且在持续荷载长期作用下，使梁的反拱不断增长，影响行车顺适；当预加力过大时，锚具下混凝土横向拉应变超出了极限拉应变，易出现沿预应力钢筋纵向不能恢复的水平裂缝。

12简述部分预应力混凝土结构的优点？

答：①节省预应力钢筋与锚具，与全预应力混凝土结构比较，可以减少预压力，因此，预应力钢筋用量可以大大减少；②改善结构性能，由于预加力的减少，使构件的弹性和徐变变形所引起的反拱度减小，锚下混凝土的局部应力降低，构件未裂前刚度较大，