现代预应力复习材料

1、1 、预应力结构的概念与发展 预应力混凝土的基本原理、新概念，预应力砼的等级与分类，预应力度，预应力结构应用的发展。 重 点：预应力混凝土的新概念，预应力砼的等级与分类，预应力度。 2 、预应力混凝土结构材料与锚固体系 混凝土材料的发展，预应力筋 ( 预应力钢筋的种类：冷拔低碳钢丝、碳素钢丝 ( 消除应力钢丝 ) 、碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋。近年来，我国强度高、性能好的预应力钢筋 ( 钢丝、钢绞线 ) 已可充分供应，故提倡用高强的预应力钢绞线、钢丝作为我国预应力混凝土结构的主力钢筋 ) ，锚固张拉体系与锚具。 重 点：混凝土的强度与变形，各种预应力筋的选用，工程常用锚具。 3 、施加预应力的基本方法与预应力损失 施加预应力的基本方法，预应力损失的分类与各种损失的计算与组合。 重 点：预应力损失的分类与各种损失的计算与组合。 4 、预应力混凝土受弯构件的设计计算 混凝土结构设计基本原理、预应力混凝土受弯构件的正截面受力分析、预应力混凝土受弯构件斜截面抗剪强度、预应力混凝土构件的局部受压承载力、预应力混凝土受弯构件的设计计算。 重 点：预应力混凝土受弯构件的正截面受力分析、斜截面抗剪强

2、度、局部受压承载力及设计计算。 5 、部分预应力混凝土结构 概述、部分预应力混凝土受弯构件正截面强度规范与计算机分析方法、正常使用阶段开裂截面的应力分析、裂缝控制与计算、变形计算，综合设计 重 点： 部分预应力混凝土受弯构件正截面强度计算方法，采用名义拉应力设计部分预应力混凝土受弯构件，裂缝控制与计算，综合设计。 6 、无粘结预应力混凝土结构 无粘结预应力混凝土的受力特性，无粘结预应力筋的极限应力的计算，无粘结预应力混凝土梁的极限弯矩、裂缝设计计算。 重 点：无粘结预应力混凝土的受力特性，无粘结预应力筋的极限应力的计算 7、预应力混凝土超静定结构 预应力超静定结构的次内力、线性变换与吻合力筋，预应力混凝土连续梁的内力重分布，预应力混凝土连续梁的平衡设计法。 重 点：预应力超静定结构的次内力，预应力混凝土连续梁的平衡设计法。 二、思考题 1、为什么对同一预应力混凝土构件可以用三种不同的概念解析？ 预加力使混凝土成为弹性材料弹性设计 对混凝土构件施加预应力是为了使高强钢材与混凝土能协同工作塑性设计 施加预应力是实现部分荷载平衡平衡设计三者并没有相互的矛盾，它们仅仅是从不同的角度来解释预应力

3、混凝土的原理。可看成是全预应力混凝土弹性分析的依据；可看成是强度理论，它指出预应力混凝土也不能超越其材料自身强度的界限；则为复杂的预应力混凝土超静定梁的设计与分析提供了简捷的方法。这三种不同的概念恰恰为预应力混凝土结构的弹性设计、塑性设计以及平衡设计提供了理论依据。2、预应力混凝土结构用的混凝土与预应力筋的发展方向是什么？ 预应力混凝土用的混凝土材料以高强度、高性能为主要发展方向 预应力筋发展方向是高强、低松弛，还有较好的塑性和焊接性能，以及与混凝土良好的粘结性能。3、部分预应力混凝土的A类与B类构件的区分是什么？ A类：在正常使用极限状态构件的预压受拉区混凝土的正截面拉应力不超过规定的限值。 B类：混凝土的正截面拉应力允许超过规定限值，但当裂缝出现时，其裂缝宽度不超过允许的限值。4、混凝土结构设计规范 2002 对混凝土结构的裂缝控制等级是如何划分的？对预应力混凝土结构用公式如何表示？ P111 一级：严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力 二级：一般要求不出现裂缝的构件，按荷载效应的准永久组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生

4、拉应力，而按荷载效应的标准组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土容许产生拉应力，但拉应力不应超过混凝土的抗拉强度标准值ftk 三级：允许出现裂缝，最大裂缝宽度按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度值不应超过允许值。5、试从结构性能方面论述钢筋混凝土预应力混凝土部分预应力混凝土发展过程的“否定之否定”的辨证关系。 P7 从钢筋混凝土发展到预应力混凝土是一次否定，它使得高强钢材与高强混凝土得到了协调作用，预应力混凝土提高了结构的刚度，且改善了混凝土结构的刚度与抗裂性能，并很大程度地解决了大跨度结构中应用混凝土构件的问题。部分预应力克服了全预应力混凝土长期处于高压应力状态、受徐变影响大、构件的反拱度大等缺点，同时可适度解决构件端部的锚具过于集中的问题。部分预应力混凝土结构设置一定数量的粘结非预应力钢筋，还可提高构件的延性，更有利于在地震区域的应用。因此，部分预应力混凝土不是简单的替代全预应力混凝土，而是其自身的完善和提高。6、叙述混凝土结构裂缝经典理论的粘结滑移理论与粘结无滑移理论的对立统一关系。我国现行混凝土结构规范中是如何考虑的？P109 它们分别描述了钢筋混凝土构件在不同

5、受力情况下的裂缝机理，这两个既对立又统一的理论的结合应用，就能比较全面地描述混凝土的裂缝机理。 7、部分预应力混凝土受弯构件混凝土产生微裂缝后的分析方法有几种？其中全截面消压法的思路是什么？ P98 分析方法：全截面消压法、 全截面消压法的基本思路是如何把有预应变的预应力混凝土构件比拟为：在使用荷载下的截面受力分析时，也像钢筋混凝土构件一样，在承受外荷载前使全截面的应变为零，然后应用分析钢筋混凝土偏压构件的方法来分析。8、无粘结预应力混凝土结构与普通粘结预应力混凝土结构主要不同是什么? 由此产生的理论计算、设计、施工有什么不同？ 无粘结预应力混凝土无需留设孔道、无需灌浆，其受力性能与普通预应力混凝土不同9、 无粘结预应力混凝土结构的特点是什么？ 使用性能好；结构自重减轻；施工简便，速度快；抗腐蚀能力强；防火性能可靠。 10、为什么说纯无粘结预应力混凝土构件的极限抗弯能力要比相应的粘结预应力混凝土构件的抗弯能力低？通过什么方法可以提高它的抗弯承载力？ 由于预应力筋与混凝土不是粘结在一起，预应力筋在梁体内的变形不像粘结预应力混凝土那样，预应力筋与其周围的混凝土有相同的应变；无粘结预应力混凝

6、土结构中无粘结预应力筋的变形是由两个锚固点间的变形累积而成的，如果忽略局部孔道的摩擦力影响，则无粘结筋的应变在两相邻锚固点间是均匀的。在通常设计中的控制截面破坏时，无粘结的应力达不到设计强度。当同时配有粘结非预应力钢筋时，梁的极限抗弯能力就会大有提高。11、 无粘结预应力混凝土构件无粘结预应力筋的极限应力计算有哪些方法？ 1、UPC规程的计算公式；2、ACI的规定；3、CP-100与ppc建议的方法；4、英、德等国家的规定；5、K.Kordina方法；6无粘结预应力筋极限应力计算的变形协调系数法；7、无粘结连续梁预应力筋的极限应力。12、无粘结预应力混凝土结构的应用要注意那些问题？尤其在抗震设防区域的应用应注意什么？ 13、预加力的次内力指的是什么？什么条件下会产生次内力？ 超静定结构在预加力作用下，由预加力产生的反力不能自身平衡，它要传递到外部支撑（支座），产生支座次反力，由此产生次力矩。 线性变换：描述连续梁中预应力筋重心线与预加力产生的压力线之间关系的特性。 吻合力筋：预加力在结构中产生的压力线与预应力筋合力重心线相重合的预应力筋。 索界：允许预应力筋在一定范围内布置，并使预应力

7、混凝土构件在施加预应力阶段与正常使用阶段，构件的任一截面均不出现拉应力或拉应力在某一限定值之内的界限。16、掌握预应力结构中预加力等效荷载的概念和求解方法。P165 预加力等效荷载：用来代替预应力筋对结构的效应的一组集中力、力矩以及均布荷载。19、谈谈预应力结构应用的发展。P7 预应力结构应用的发展：（1）部分预应力混凝土概念的应用 （2）无粘结预应力筋的应用 （3）预应力技术在钢混凝土组合结构和钢结构中的应用 （4）纤维增强塑料（FRP）筋的研制与应用20、预应力结构各阶段受力特点（包括预应力施加阶段、正常使用阶段、承载能力阶段） P5021、后张法预应力混凝土受弯构件计算中，为什么要采用毛截面参数、净截面参数及换算截面参数等三种不同的截面参数？列举各阶段中应考虑的荷载及相应阶段荷载效应计算公式。 施加预应力阶段：因管道尚未灌浆，预应力筋与混凝土还未粘结在一起，计算截面应力时应扣除管道影响的净截面几何特征值。 正常使用阶段：此时管道已灌浆，预应力筋与混凝土已经粘结在一起共同受力，计算截面时应采用考虑预应力筋作用的换算截面的几何特征值。预应力损失： 瞬时损失：预应力筋孔道的摩擦损失 锚

8、具变形、预应力筋回缩及接缝压缩引起的损失 先张法的温差引起的应力损失 预应力混凝土构件由混凝土弹性压缩引起的损失 长期损失：预应力钢筋的松弛损失；混凝土的收缩和损失徐变引起的23、部分预应力混凝土受力优点与缺点。 P88 与全预应力混凝土和钢筋混凝土相比有以下的优缺点：（1） 与全预应力砼比较，节省高强预应力钢材。（2） 制孔、灌浆、锚固等工作量少，梁端部的锚具也易于布置，总造价相应较低。（3） 可避免过大的预应力反拱度。（4） 提高了结构延性。（5） 可以合理控制裂缝。（6） 与全预应力混凝土相比，抗裂性略低，刚度较小，设计计算略为复杂；与钢筋混凝土相比，则所需的预应力工艺复杂。四、计算题： 1 计算预应力混凝土抗弯承载能力。 2 采用名义拉应力法计算部分预应力混凝土配筋（包括非预应力钢筋）与验算。 3 掌握预应力混凝土连续梁的设计计算（等代荷载与弯矩分配法）。 知识点1预应力混凝土的基本概念？为什么要对构件施加预应力？所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或者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。对混凝土或者钢筋混凝土梁

9、的受拉区预先施加压应力，使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或者推迟开裂，或者使裂缝宽度减小。2 有粘结预应力和无粘结预应力？有何不同？有粘结：指沿预应力钢筋全长，其周围均与混凝土粘结、握裹在一起的预应力混凝土结构。无粘结：预应力钢筋伸缩滑动自有，不与周围混凝土粘结的预应力混凝土结构。（后张法）3什么是先张法？先张法构件是如如何实现预应力筋的锚固？先张法，即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土的方法。先在张拉台座上，按设计规定的拉力张拉预应力钢筋，并进行临时锚固，再浇筑构件混凝土，待混凝土达到要求强度后，（一般不低于强度设计值的75%），放张（即将临时锚固松开，缓慢放松张拉力），让预应力钢筋的回缩，通过预应力钢筋与混凝土间的粘结作用，传递给混凝土，使混凝土获得预压应力。先张法不专设永久锚具，预应力钢筋借助与混凝土的粘结力，以获得较好的自锚性能。此法施工工序简单，预应力钢筋靠粘结力自锚，临时固定所用的锚具可以重复使用，因此大批量生产先张法构件比较经济，质量也比较稳定。4什么是后张法？后张法构件是如何实现预应力筋的锚固

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