2012年結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)知識輔導(dǎo):預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)1

　　什么叫預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)?為什么對構(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，這時鋼筋應(yīng)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(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，因為無法采用高強度的材料，勢必導(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?

　　答：(1)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中采用高強材料不能充分應(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鋼材和高強混凝土?而在預(yù)力混凝土結(jié)構(gòu)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(yīng)變很低，只有0.0001～0.0015，這時鋼筋應(yīng)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(gòu)件，裂縫寬度一般應(yīng)限制在0.2～0.3mm以內(nèi)，這時受拉鋼筋應(yīng)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(yīng)用。

　　(2)從制作到使用過程中鋼筋實現(xiàn)的，鋼筋一直處于高拉應(yīng)力狀態(tài)，同時還存在預(yù)應(yīng)力損失，所以鋼筋強度要高;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，也必然采用高強材料。

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