結構工程師考試輔導:預應力混凝土構件基本知識問答

更新時間：2012-01-20 09:51:31 來源：|0

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　　什么叫預應力混凝土結構?為什么對構件要施加預應力?$lesson$

　　答：(1)所謂預應力砼構件就是在構件受荷之前(制作階段)，人為給拉區砼施加預壓應力，受荷之后(使用階段)首先要抵消拉區砼的預壓應力，若再加荷拉區砼開裂，直至破壞為止。

　　(2)普通混凝土抗裂性很差 . 混凝土的極限拉應變很低，只有0.0001～0.0015，這時鋼筋應力僅20～30N/mm2，另外提高混凝土的強度也不明顯高強材料得不到充分應用 .裂縫寬度一般應限制在0.2～0.3mm以內，受拉鋼筋應力最高也只能達到150～250N/mm2結構自重大使用性能不好。普通混凝土結構不能適應現代化建設大跨度和大空間的需要，因為無法采用高強度的材料，勢必導致截面尺寸過大和自重過大。

　　比較普通鋼筋混凝土結構和預應力鋼筋混凝土結構的區別，它們各自有何優缺點?

　　答：(1)預應力混凝土結構中，混凝土的強度等級要高，鋼筋的強度也要高;普通混凝土結構中采用高強材料不能充分應用。

　　(2) 預應力程度較高預應力混凝土結構，性能如同均質彈性材料。而普通鋼筋混凝土在使用荷載作用下的性能是非線性的。

　　(3) 預應力混凝土結構剛度大，撓度小，裂縫寬度小。

　　(4) 一旦預應力被克服后，預應力混凝土和普通混凝土結構就沒有本質上的不同，因而正截面承載力是一樣的; 預應力混凝土梁的斜截面抗剪強度高于普通混凝土，因而預應力混凝土梁的腹板可做得較薄，大大減輕了自重。

　　為什么在普通鋼筋混凝土中不能有效地利用高強鋼材和高強混凝土?而在預力混凝土結構中卻必須采用高強鋼材和高強混凝土?

　　答：(1)混凝土的極限拉應變很低，只有0.0001～0.0015，這時鋼筋應力僅20～30N/mm2，另外提高混凝土的強度也不明顯，普通混凝土抗裂性很差;對于允許開裂構件，裂縫寬度一般應限制在0.2～0.3mm以內，這時受拉鋼筋應力最高也只能達到150～250N/mm2;綜上分析可知;高強材料得不到充分應用。

　　(2)從制作到使用過程中鋼筋實現的，鋼筋一直處于高拉應力狀態，同時還存在預應力損失，所以鋼筋強度要高;制作過程中，預壓區的混凝土受到比較的壓應力，所以混凝土強度也必須要高;預應力結構采用大跨度結構為了減輕自重，減小截面尺寸，也必然采用高強材料。

張拉方法	張拉程序	傳力途徑	特點
先張法	先在臺座上按規定設計要求將鋼筋張拉到控制應力→并用錨具臨時固定→澆注砼→待砼達到設計強度75%以上切斷放松鋼筋	依靠鋼筋與混凝土的粘結力傳遞預壓力	施工簡單、靠粘結力自錨，不必耗費特制錨具，臨時錨具可以重復使用（一般稱工具式錨具或夾具），大批量生產時經濟，質量穩定。使用于中小型構件工廠化生產。
后張法	為埋管制孔→澆砼→抽管→養護穿筋張拉→錨固→灌漿（防止鋼筋生銹）	依靠錨具阻止鋼筋的彈性回彈，使截面砼獲得預壓應力。	這種方法設備簡單，不需要張拉臺座，生產靈活，但需要可靠的錨具及千斤頂，錨具用鋼量大，適用大型構件的現場施工。