第十章 预应力混凝土构件
章节小结
作业与练习
1. 请简述预应力钢筋混凝土的基本概念？
答：预应力：在结构构件受荷载作用之前，在构件的预拉区施加预压力，来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力。施加预应力是为了避免钢筋混凝土构件的裂缝过早出现或不出现裂缝，以及充分利用高强钢筋和高强混凝土。
2. 简述预应力钢筋混凝土的优缺点？
答：优点有：(1) 预应力构件可延缓混凝土开裂的时间，提高构件的抗裂度和刚度；(2) 节约钢材、减轻自重；(3) 能充分利用高强度钢材、高强混凝土的强度；缺点是：施工复杂，工艺要求高，需要较多的设备，且延性较差。
3. 什么是张拉控制应力？为何不能取得太高，也不能取得太低？
答：张拉控制应力是指预应力钢筋在进行张拉时所控制达到的最大应力值。其值为张拉设备（如千斤顶油压表）所指示的总张拉力除以预应力筋截面面积得到的应力值称为张拉控制应力。它是预应力钢筋在构件受荷以前所经受的最大应力。
4. 什么是后张法？后张法构件如何实现预应力筋的锚固？
答：后张法：后张法就是在构件浇筑成型后再张拉钢筋的施工方法。后张法构件中，预应力主要靠钢筋端部的锚具来传递。
5. 为何先张法的张拉控制应力略高于后张法？
答：因为先张法是在浇灌混凝土之前在台座上张拉钢筋，预应力钢筋中建立的拉应力就是控制应力。放张预应力钢筋后构件产生回缩而引起预应力损失；而后张法是在混凝土构件上张拉钢筋，张拉时构件被压缩，张拉设备千斤顶所示的张拉控制应力为已扣除混凝土弹性压缩后的钢筋应力，所以先张法的张拉控制应力略高于后张法。
6. 预应力损失包括哪些？如何减少各项预应力损失值？
答：预应力损失包括：①锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失。可通过选择变形小锚具或增加台座长度、少用垫板等措施减小该项预应力损失；
②预应力钢筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失。可通过两端张拉或超张拉减小该项预应力损失；
③预应力钢筋与承受拉力设备之间的温度差引起的预应力损失。可通过二次升温措施减小该项预应力损失；
④预应力钢筋松弛引起的预应力损失。可通过超张拉减小该项预应力损失；
⑤混凝土收缩、徐变引起的预应力损失。可通过减小水泥用量、降低水灰比、保证密实性、加强养互等措施减小该项预应力损失；
⑥螺旋式预应力钢筋构件，由于混凝土局部受挤压引起的预应力损失。为减小该损失可适当增大构件直径。
7. 预应力损失值为什么要分第一批和第二批损失？先张法和后张法各项预应力损失是怎样组合的？
答：应为六种预应力损失并非同时存在，有的只发生在先张法构件，有的只发生在后张法构件。此外，有的只发生在混凝土预压前，有的发生在混凝土预压后，所以应将其分为第一批和第二批损失。
预应力损失的组合如下表。
9. 对受弯构件的纵向受拉钢筋施加预应力后，是否能提高正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力，为什么？
答：对正截面受弯承载力影响不明显。因为预应力可以提高抗裂度和刚度。破坏时，预应力已经抵消掉，与非预应力钢筋混凝土受弯构件破坏特性相似。首先达到屈服，然后受压区混凝土受压边缘应变到达极限应变而破坏。提高斜截面受剪承载力，因为预应力钢筋有约束斜裂缝开展的作用，增加了混凝土剪压区高度，从而提高了混凝土剪压区所承担的剪力。
10. 预应力混凝土受弯构件正截面的界限相对受压区高度与钢筋混凝土受弯构件正截面的界限相对受压区高度是否相同？
答：通过比较可知，两者的正截面的界限相对受压区高度是不同的。预应力混凝土受弯构件的界限相对受压区高度与预应力钢筋强度、混凝土压应力为零时的应力有关。
11. 预应力混凝土构件为什么要进行施工阶段的验算？预应力轴心受拉构件在施工阶段的正截面承载力验算、抗裂度验算与预应力混凝土受弯构件相比较，有何区别？
答：①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。
②两者的区别为受弯构件受压区混凝土压应力需要满足承载力、抗裂度要求之外，受拉区混凝土拉应力也需要满足相应要求。
12 一预应力混凝土轴心受拉构件，长24m，截面尺寸为250×160mm混凝土强度等级为C60，螺旋肋钢丝为10φH9，先张法施工，在100m台座上张拉，端头采用镦头锚具固定预应力钢筋，超张拉，并考虑蒸养时台座与预应力筋之间的温差△t=20℃，混凝土达到强度设计值的80%时放松预应力筋（题图10-1）。试计算各项预应力损失值。
