結(jié)構(gòu)工程師考試輔導(dǎo):預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件基本知識(shí)問答

更新時(shí)間：2012-01-20 09:51:31 來源：|0

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　　什么叫預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)?為什么對(duì)構(gòu)件要施加預(yù)應(yīng)力?$lesson$

　　答：(1)所謂預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件就是在構(gòu)件受荷之前(制作階段)，人為給拉區(qū)砼施加預(yù)壓應(yīng)力，受荷之后(使用階段)首先要抵消拉區(qū)砼的預(yù)壓應(yīng)力，若再加荷拉區(qū)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(yīng)變很低，只有0.0001～0.0015，這時(shí)鋼筋應(yīng)力僅20～30N/mm2，另外提高混凝土的強(qiáng)度也不明顯高強(qiáng)材料得不到充分應(yīng)用 .裂縫寬度一般應(yīng)限制在0.2～0.3mm以內(nèi)，受拉鋼筋應(yīng)力最高也只能達(dá)到150～250N/mm2結(jié)構(gòu)自重大使用性能不好。普通混凝土結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)大跨度和大空間的需要，因?yàn)闊o法采用高強(qiáng)度的材料，勢(shì)必導(dǎo)致截面尺寸過大和自重過大。

　　比較普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的區(qū)別，它們各自有何優(yōu)缺點(diǎn)?

　　答：(1)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要高，鋼筋的強(qiáng) 度也要高;普通混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)材料不能充分應(yīng)用。

　　(2) 預(yù)應(yīng)力程度較高預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，性能如同均質(zhì)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(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)剛度大，撓度小，裂縫寬度小。

　　(4) 一旦預(yù)應(yīng)力被克服后，預(yù)應(yīng)力混凝土和普通混凝土結(jié)構(gòu)就沒有本質(zhì)上的不同，因而正截面承載力是一樣的; 預(yù)應(yīng)力混凝土梁的斜截面抗剪強(qiáng)度高于普通混凝土，因而預(yù)應(yīng)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(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土?而在預(yù)力混凝土結(jié)構(gòu)中卻必須采用高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土?

　　答：(1)混凝土的極限拉應(yīng)變很低，只有0.0001～0.0015，這時(shí)鋼筋應(yīng)力僅20～30N/mm2，另外提高混凝土的強(qiáng)度也不明顯，普通混凝土抗裂性很差;對(duì)于允許開裂構(gòu)件，裂縫寬度一般應(yīng)限制在0.2～0.3mm以內(nèi)，這時(shí)受拉鋼筋應(yīng)力最高也只能達(dá)到150～250N/mm2;綜上分析可知;高強(qiáng)材料得不到充分應(yīng)用。

　　(2)從制作到使用過程中鋼筋實(shí)現(xiàn)的，鋼筋一直處于高拉應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)還存在預(yù)應(yīng)力損失，所以鋼筋強(qiáng)度要高;制作過程中，預(yù)壓區(qū)的混凝土受到比較的壓應(yīng)力，所以混凝土強(qiáng)度也必須要高;預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)采用大跨度結(jié)構(gòu)為了減輕自重，減小截面尺寸，也必然采用高強(qiáng)材料。

張拉方法	張拉程序	傳力途徑	特點(diǎn)
先張法	先在臺(tái)座上按規(guī)定設(shè)計(jì)要求將鋼筋張拉到控制應(yīng)力→并用錨具臨時(shí)固定→澆注砼→待砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上切斷放松鋼筋	依靠鋼筋與混凝土的粘結(jié)力傳遞預(yù)壓力	施工簡(jiǎn)單、靠粘結(jié)力自錨，不必耗費(fèi)特制錨具，臨時(shí)錨具可以重復(fù)使用（一般稱工具式錨具或夾具），大批量生產(chǎn)時(shí)經(jīng)濟(jì)，質(zhì)量穩(wěn)定。使用于中小型構(gòu)件工廠化生產(chǎn)。
后張法	為埋管制孔→澆砼→抽管→養(yǎng)護(hù)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(yù)壓應(yīng)力。	這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單，不需要張拉臺(tái)座，生產(chǎn)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(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)施工。