混凝土 第三版 思考题答案(3)

2019-03-29 14:51

7.先张法构件和后张法构件的预应力损失有何不同? 答:先张法预应力损失:第一批损失:

后张法预应力损失:第一批损失:

?l???1??2??3??4,第二批损失:

?l???l5

?l???1??2,第二批损失:

?l???4??5??6

8.减少预应力损失的有效措施有哪些?

答:1.尽量减少所用垫板的数量,选择变形及钢筋内缩小的锚具,尽可能增加先张法张拉台座的长度,以减小锚具变形和钢筋内

所引起的预应力损失

?l1。

2.采取超张拉方法,即可减小预应力筋与管道壁之间的摩擦损失

?l2,又可减小钢筋应力松弛损失

?l4。

3.对后张法中预应力曲线钢筋进行两端张拉,可适当减小4.采用两次升温养护方法,即先常温养护,待混凝土强度

?l2fcu'。

2达7.5~10N/mm时,再逐渐升温至规定的养护温度,由于此

时钢筋与混凝土之间已产生黏结力,变形一致,故可减少此项损失。另外对于在钢模上张拉的先张法构件,当钢模与构件一起加热养护时可不考虑此项温差损失。

5.采用高强度等级的混凝土,减小水泥用量,降低水灰比,采用级配好的骨料,加强混凝土振捣和养护,可有效减小混凝土收缩、徐变损失

?l5。

6.合理选择施加预压应力时的混凝土立方体抗压强度

fcu',或适当控制混凝土的预压应力

?pc,使

?pcf/cu?0.5,防止

'发生非线性徐变,可达到减小

?l5的目的。

9.什么叫锚固长度?什么叫传递长度?讨论它们的意义何在?

答: 钢筋的锚固长度一般指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础中的总长度,可以直线锚固和弯折锚固。弯折锚固长

度包括直线段和弯折段。 在先张法预应力构件中,预应力靠钢筋和混凝土间的黏结力来传递,当切断预应力筋时,钢筋要回缩,直径变粗,对混凝土产生挤压,而结硬后的混凝土组织钢筋回缩,以致在混凝土构件中建立了预应力。但预应力钢筋的自锚或预应力的传递并不能再构件端部集中地突然完成,而必须通过一定的长度来实现,这段长度即为预应力的传递长度,记为ltr。锚固长度是保证受力钢筋可靠锚固,不发生粘结破坏。传递长度区段混凝土预压应力低,抗裂、抗剪能力也会降低,需对这一区段进行专门验算。

10.为什么有时也要对后张法预应力混凝土受弯构件的受压区配有预应力钢筋?当构件破坏时,其应力?'p的公式是怎样确定的??'p的存在对构件的抗裂能力和承载力有何影响?

答: 为了防止在构件制作、运输和吊装等施工过程中预拉区出现裂缝和限制裂缝宽度,在使用阶段的受压区也配置了预应力钢

筋 当构件破坏时,受拉区预应力筋和非预应力筋以及受压区非预应力筋一般都会屈服,但受压区预应力筋可能受压也可能受拉且一般都不屈服,?'p可按照截面保持平面的假定来计算。

11.对预应力混凝土轴心受拉构件,先张法与后张法各阶段的应力分析有何异同?

(P230页(三)先张法与后张法构件各阶段的应力比较)

12.预应力混凝土受弯构件的受力状态及各个阶段应力计算公式与轴心受拉构件相比有何异同?

(感觉总结起来有点吃力,抓不到重点,还是要麻烦老师)

相同:开裂前都按弹性材料,用材料力学公式进行计算。施工阶段,把预应力合力作为外荷载求截面中的应力。使用阶段,开裂前,叠加上外荷载产生的应力。破坏阶段,根据截面应力情况进行计算。钢筋的计算公式相同。

不同:受弯构件,由于预应力钢筋布置位置的原因,预应力合力作用位置不在换算截面重心轴位置,混凝土的应力分布是不均匀的,计算是采用应力叠加法计算。轴心受拉构件应力分布是均匀的。

13.预应力混凝土受弯构件正截面抗裂验算有哪些要求?当不满足时应采用哪些比较有效的措施?

答:预应力混凝土受弯构件的裂缝控制原则与轴心受拉构件相同。受弯构件的裂缝控制等级分为三级,对裂缝控制等级为一级的

构件,按式(10-70)进行抗裂验算。对裂缝控制等级为二级的构件,按式(10-72)进行抗裂验算。对裂缝控制等级为三级的构件,使用阶段允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件,应验算裂缝宽度? 不满足时,增加预应力钢筋数量,相当于提高预压应力。

max。

14.预应力混凝土受弯构件的刚度与变形验算与钢筋混凝土构件相比有何异同?

答: 预应力钢筋从张拉到破坏式中处于高拉应力状态。对于不允许开裂的构件,混凝土一直处于受压状态,因此充分发挥了两

种材料的特性。 预应力构件出现裂缝比普通钢筋混凝土构件迟得多,前者的开裂荷载为

Ncr???pcII?ftk?A0,后者

Ncr?ftkA0由于?pcII远大于ftk,故预应力混凝土构件的开裂度大大提高。

由于预应力构件中钢筋处于高拉应力状态工作,开裂迟,破坏时裂缝宽度较小,因此能充分发挥高强度钢材的作用。而钢筋混凝土构件开裂早,裂缝发展快,由于裂缝宽度的限制,高强度钢材无法充分利用。

④当预应力构件中的预应力一旦被克服,预应力混凝土构件和钢筋混凝土构件没有本质的不同,过钢筋材料强度和截面面积相同时,预应力混凝土构件的极限承载力与钢筋混凝土构件完全相同。

相同:都考虑了荷载大小对的刚度的影响和荷载作用时间对刚度的影响,计算了短期刚度和长期刚度。按材料力学方法计算挠度。

不同点:短期刚度计算上。钢筋混凝土构件中,短期刚度不是常量,也不与荷载成正比例。是引用平截面假定,再根据物理

Bs?EsAsh01.15??0.2?26?E?1?3.5??f条件即应力和应变间的关系以及平衡条件推导出短期刚度的计算公式。

而在预应力混凝土构件中,对于不开裂构件,认为抗弯刚度是常数,考虑混凝土塑性性能给予一个0.85折减系数,Bs=0.85EcI0.

0.85EI对于开裂的构件,挠度和抗弯刚度的关系用两段折线表示,考虑开裂荷载的影响,。 荷载组合计算中,钢B ?K??1?K??筋混凝土结构用准永久组合计算,预应力混凝土用标准组合计算。 c0scrcrkBB?Bs长期刚度计算中,混凝土结构中, ,预应力构 件 。挠度计算中,预应力构件考虑了预应B?sM力对结构产生的反拱影响。

?Mq?Mk15.为什么要进行预应力混凝土构件施工阶段的抗裂及强度验算?怎样验算?

答:预应力混凝土构件在施工阶段,由于施加预应力,构件必须满足其承载和抗裂的要求,所以施工阶段需要验算。 要求施工阶段

?ct?1.0ftk'?cc?0.8fck'16.何谓部分预应力混凝土?按预应力度法分类时,共分为哪几类?

见P208

17.无粘结预应力混凝土构件中无黏结预应力筋的极限应力计算公式为什么与有黏结预应力混凝土构件的不同?

第十一章

1.钢筋混凝土构件按容许应力法计算是以哪个应力阶段为依据的?并作出了哪些基本假定?画出单筋矩形钢筋混凝土梁的计算应力图形。

答:容许应力法是根据应力阶段II,即受拉区混凝土开裂后的使用阶段作为依据的。作出了三个基本假定 平截面假定 弹性体

假定 受拉区混凝土不参与工作。应力图见书P281页。

2.什么是平衡设计?什么是低筋设计?为什么不能设计成超筋梁?

答: 平衡设计:所采用的配筋率,能使在荷载弯矩作用下,钢筋和混凝土的应力同时达到各自的容许值。 低筋设计:所采用的配筋率,能使当梁中钢筋应力

?s???s?时,而混凝土的应力?c???b?。 当两种钢筋配置过多时,在混凝土的应

力达到容许值时,而钢筋的应力小于容许值,这种设计称为超筋设计。这种设计下,构件破坏时钢筋未达到屈服强度,材料的性能未能得到充分利用,故不经济;构件破坏时,受压区混凝土被压碎,而受拉钢筋尚处于弹性阶段,故梁受拉区裂缝宽度小,形不成住裂缝,破坏没有明显预兆,呈脆性破坏性质,故不安全。 3.为什么梁按双筋截面设计一般是不经济的?

答:所谓双筋截面是指除受拉钢筋外,在混凝土受压区亦布置有受压钢筋的截面,显然,梁破坏时,受压区混凝土被压碎,受拉

区钢筋达到容许应力,而受压区钢筋一般处于达不到容许应力,故受压钢筋强度不能充分利用,故不经济。 4.T形截面梁的翼缘尺寸应作何限制?为什么? 答:T形截面梁,翼缘宽度b'i需要满足3个条件,

b'i?l3 b'i?b?Sn

b'i?b?12h'i或b?2l?12h'i。原因是:T形截面翼板全宽中应分布不均匀,靠近梁肋越远,应力逐渐减小。计算中为简化计算,认为在梁的同一高度的有效翼板宽度范围内的应力时均匀的,故需对翼板的有效宽度进行一定的限制。另外,翼板高度h'i需满足条件

h'i?h10。

5.混凝土可以承受的主拉应力最大值是哪一个容许应力值?当混凝土的最大主拉应力值超过为什么一般不采用增大混凝土截面高度这一措施? 答:混凝土能承受的主拉应力最大值为

??tp?1?时,一般应采取哪些措施?

?时,必须采用箍筋和斜筋以外

??tp?3??fct3.0。当混凝土的最大主拉应力超过??tp?1的措施,如增大截面宽度宽度或提高混凝土强度等级。

6.不增大截面高度的原因是?钢筋混凝土轴心受压构件的计算以截面哪个应力阶段作为计算的依据? 答:与极限状态法一样,以破坏阶段的截面应力状态作为计算依据,在表达形式上按容许应力法的表达形式。 7.截面的核心距是什么?偏心受压构件的两种偏心受压构件的判别条件是什么?

答:核心距k是构件偏心受压时最大受压纤维处的毛截面抵抗矩W1与截面面积A之比值,在双轴对称截面且压力作用在对称轴

平面内时,它是截面上某点至另一对称轴的距离,凡压力作用在截面核心区内或边缘线上时,截面将不产生拉应力。 判别条件是 小偏心受压:偏心轴向力对换算截面重心轴的偏心距小于等于核心距k; 大偏心受压:偏心轴向力对换算截面重心轴的偏心距大于核心距k。

核心距是让截面全截面受压的轴向力最大偏心距。也即中性轴与截面一边重合时的轴向力的偏心距。是对换算截面重心轴而言的。


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