預應力鋼筋混凝土的問與答

　　一、為什么要對鋼筋混凝土施加預應力？

　　1、在普通鋼筋混凝土的結構中，由于混凝土極限拉應變低，在使用荷載作用下，構件中鋼筋的應變大大超過了混凝土的極限拉應變。

　　2、鋼筋混凝土構件中的鋼筋強度得不到充分利用。

　　3、為了充分利用高強度材料，彌補混凝土與鋼筋拉應變之間的差距，人們把預應力運用到鋼筋混凝土結構中去。

　　二、預應力鋼筋混凝土的概念？

　　亦即在外荷載作用到構件上之前，預先用某種方法，在構件上（主要在受拉區）施加壓，當構件承受由外荷載產生的拉力時，首先抵消混凝土中已有的預壓力，然后隨荷載增加，才能使混凝土受拉而后出現裂縫，因而延遲了構件裂縫的出現和開展，這就是預應力混凝土的基本概念。

　　三、預應力鋼筋混凝土的優點?

　　1、改善結構的使用性能：延緩裂縫的出現，減小裂縫寬度；截面剛度顯著提高，撓度減小，可建造大跨度結構。

　　2、受剪承載力提高：施加縱向預應力可延緩斜裂縫的形成，使受剪承載力得到高。

　　3、卸載后的結構變形或裂縫可得到恢復：由于預應力的作用，使用活荷載移去后，裂縫會閉合，結構變形也會得到復位。

　　4、提高構件的疲勞承載力：預應力可降低鋼筋的疲勞應力比，增加鋼筋的疲勞強度。

　　5、使高強鋼材和高強混凝土得到應用：有利于減輕結構自重，節約材料，取得經濟效益。

　　四、預應力在日常生活中的應用？

　　應用是很多的，例如：木桶、木盆就是用鐵環或竹子編的環將木板箍起來。環對桶壁預先施加環向壓應力。當桶中盛水后，水壓引起的拉應力小于預加壓應力時，桶就不會漏水。

篇2：預應力混凝土構件基本知識問答

　　預應力混凝土構件基本知識問與答

　　什么叫預應力混凝土結構？為什么對構件要施加預應力？

　　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。

　?。?）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。

　?。ǎ玻╊A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。

　?。ǎ常╊A應力混凝土結構剛度大，撓度小，裂縫寬度小。

　?。ǎ矗┮坏╊A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。

　?。?）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。

　　什么是張拉控制應力？為什么其取值不能過高或過低？與哪些因素有關？??

　　答：（1）張拉控制應力是指預應力鋼筋在張拉時，所控制達到的最大應力值。其值為張拉設備（如千斤頂上的油壓表）所指示的總張拉力除以預應力鋼筋截面面積而得出的應力值，以σcon表示。??

　?。?）如果σcon取值過低，則預應力鋼筋經過各種損失后，對混凝土??產?生的預壓應力過小，預應力混凝土的效果不明顯；??

　?。?）?如果σcon取得太高，可能出現下列問題：??

　　預應力鋼筋已超過實際屈服強度而失去回縮能力，或已發生脆斷?，F象。??

　　構件的開裂荷載與破壞荷載接近，使構件在破壞前無明顯預兆，構件的延性較差。??

　　?預應力損失有哪些？它們是如何產生的？采取什么措施可以減少這些損失？??

　　答：1.錨固損失s11：原因：錨具變形引起預應力筋的回縮、滑移。?

　　措施：①選擇變形小或預應力鋼筋內縮小的錨具，盡量減少墊板數；②對先張法構件，選擇長臺座。?

　　2.摩擦損失s12?：原因：在預應力筋張拉過程中，后張法預應力筋與孔道壁之間的摩擦，先張法預應力筋與錨具之間以及折點處的摩擦，也會使張拉應力造成損失。?

　　措施：①對較長的構件可在兩端進行張拉；②采用超張拉。?

　　3.溫差損失s13?：原因：先張法中的熱養護引起的溫差損失措施：?①采用二次升溫養護。?②在鋼模上張拉預應力鋼筋。?

　　4.應力松弛損失σl4原因：長度不變的預應力筋，在高應力的長期作用下會產生松弛，會引起預應力損失。?

　　措施：超張拉或者松弛小的預應力鋼筋。?

　　5.混凝土的收縮和徐變引起的損失σl5原因：混凝土結硬時產生體積收縮，在預壓力作用作用下，混凝土會發生徐變，這都會使構件縮短，構件中的預應力鋼筋跟著回縮，造成預應力損失。?

　　措施：①采用高標號水泥，減少水泥用量，降低水灰比；②采用級配良好的骨料，加強振搗，提高混凝土的密實性；?③加強養護，以減少混凝土的收縮，?④控制混凝土應力σpc，要求以防止發生非線性徐變。?

　　6.環形配筋損失σl6原因：用螺旋式預應力鋼筋作配筋的環形構件由于混凝土的局部擠壓引起的預應力損失σl6?

　　為什么要對構件的端部局部加強？其構造措施有哪些？

　　答：先張法端部加強措施由于先張法是在構件端部鋼筋彈性回彈與砼產生相對滑動趨勢（產生相對滑動趨勢的長度叫傳遞長度），通過在端部粘結力的積累阻止其回彈，為了盡快阻止其回彈，其目的是減少傳遞長度所以端部要采取加強措施。

　　先張法端部加強措施：

　　1）?對單根預應力鋼筋，其端部宜設置長度≥150mm且不少于4圈螺旋筋；當有可靠經驗時，亦可利用支座墊板上的插筋代替螺旋筋但不少于4根，長度≥120mm.?

　　2）對多根預應力鋼筋，其端部10d范圍內，應設置3~5片與預應力鋼筋垂直的鋼筋網?

　　3）對鋼絲配筋的薄板，在端部100mm范圍內應適當加密橫向鋼筋。

　　后張法端部加強措施：

　　1）為了提高錨具下砼的局部砼的抗壓強度，防止局部砼壓碎，應在端部予埋鋼板（厚度≥10mm），并應在墊板下設置附加橫向鋼筋網片或螺旋式鋼筋圖等措施。

　　2）在局部受壓間接鋼筋配置區以外，

在構件端部長度l不小于3e（e為截面重心線上部或下部預應力鋼筋的合力點至鄰近邊緣的距離）但不大于1.2h（h為構件端部截面高度）、高度為2e的附加配筋區范圍內，應均勻配置附加箍筋或網片。