2013预应力部分模拟试卷

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1 一、选择题(每小题2分，共10分)

1、 高强混凝土与普通混凝土相比，力学性能指标有所不同，下列说法不正确的是( ) A.高强混凝土的抗压强度大； B.高强混凝土的峰值应变0ε大； C.高强混凝土的极限压应变大； D.高强混凝土的弹性模量大。

2、0

p σ

指预应力筋重心处混凝土应力为0时预应力筋的拉应力。施工结束后的预应力混

凝土先张梁的0

p σ

为( )

A.l con σσ-

B.4l l con σσσ+-

C.pc Ep σα

D.con σ

3、三根尺寸、混凝土材料强度、钢筋类别完全相同的混凝土梁，如图1示，所示斜截面位置也相同，所示斜截面抗剪承载力分别用

ua V 、ub V 、uc V 表示，其大小关系正确的是( )

A.ua V =ub V

B.ua V

C.ua V

D.ua V =ub V >uc V 4、刚预制好的预应力混凝土简支先张梁中，受拉区的普通受力纵筋( )

A.受拉

B.受压

C.应力为0

D.可能受拉也可能受压

5、预压力混凝土简支后张梁，预应力筋张拉采用一端固定一端张拉，孔道摩阻损失最大的截面是( )

A.张拉端

B.跨中截面

C.固定端

D.距张拉端约l /4的截面

二、填空题(每空1分，共12分)

1、 预应力混凝土后张梁在孔道压浆前的截面特性采用( )，孔道压浆材料硬化后的截面特性采用( )。(填毛截面、净截面或换算截面)

2、 公路桥规要求，预应力混凝土中混凝土的最低强度等级为( )。

3、 后张梁在锚下混凝土中布置螺旋筋或间接钢筋的目的是( )。

4、 一预应力混凝土后张梁，构件施工结束后，由预压力产生的某截面受拉边缘的混凝土预压应力为pc

σ

，已知该截面受拉边缘到换算截面重心轴的抗弯截面模量0W ，混凝土弹

模为c E ，预压力筋弹性模量为p E ，则该截面的消压弯矩=0M ( )。 5、 高强钢筋的条件屈服强度为( )。

图1

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2 6、 预应力混凝土受弯构件中，预应力引起的反拱值会随时间的延长而( )(填增大、减小或不变)

7、 一悬臂预应力混凝土梁，预应力引起的变形为p f ，假设上挠为负，下挠为正，则

p f ( )(填为正、为负或为零)。

8、 先张梁中的锚具为( )，后张梁中的锚具为( )（填临时性锚具或永久性锚具）。

9、 后张梁的孔道压浆材料配制时一般掺加微膨胀剂，你觉得原因是( )。 10、 超张拉指张拉应力超过( )的张拉。

三、简答题(每小题6分，共48分)

1、 常用的预应力筋有哪几种？为什么普通钢筋混凝土梁中不能采用高强钢筋，而预应力

混凝土梁中必须采用高强钢筋？ 2、 简述预应力混凝土后张梁的施工工序。

3、 和钢筋混凝土梁相比，预应力混凝土梁有什么优点和缺点？

4、 什么叫全预应力混凝土和部分预应力混凝土？分析说明这两种混凝土的特点。

5、 直线配筋的预应力混凝土先张梁，引起预应力损失的原因有哪些？如何减小这些预应

力损失？

6、 简述预应力混凝土受弯构件中普通纵筋和箍筋的作用。

7、 简述预应力混凝土受弯构件验算的主要内容。

8、 结合你学过的知识和对预应力混凝土构件的了解，谈谈如何保证预应力混凝土构件的

耐久性。

四、计算题(每小题15分，共30分)

1、已知一预应力混凝土简支T 形截面梁，跨中截面尺寸及配筋如图所示，该截面的弯矩组合设计

5940kN m d M =?，安全等级为二级。

采用C50混凝土，抗压强度设计值

MPa 4.22=cd f ，预应力钢筋截面面

积2

2940mm A p =，抗拉强度设计值

MPa 1260=pd f ，非预应力钢筋采用

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3 HRB400级钢筋，2

1272mm A s =，抗拉强度设计值MPa f sd 330=。受压翼板有效宽

度2200f b mm '=，180f h mm '=，4.0=b ξ，mm a p 100=，mm a s 45=。求：该梁

截面的正截面抗弯承载力是否满足要求？

2、已知后张全预应力混凝土简支T 梁，表1为跨中截面弯矩标准值(kN.m)，表2为跨中截面几何性质，表3为跨中截面预应力损失)MPa (l σ计算结果。设预应力钢筋张拉控制应力con 1395MPa σ=，弹性模量51.9510MPa p E =?，面积2mm 4448=p A ，主梁采

用C50混凝土，4

c 3.4510MPa E =?。不考虑普通钢筋的影响。

要求：1）试验算该梁跨中正截面的抗裂性。全预应力混凝土的正截面抗裂性要求：荷载短期效应组合下受拉边缘的拉应力不超过预加力在受拉边缘产生的有效预压应力的0.85倍，即pc st σσ85.0≤。

2）计算在持久状况下预应力钢筋中的最大拉应力。

表1 跨中截面弯矩(m kN ?)

表2 跨中截面几何性质

表3 跨中截面预应力损失(MPa)l σ计算结果

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标准答案

一、 选择题(每小题2分，共14分)

CBBCD BB

二、 填空题（每空1分，共10分）

1、净截面，换算截面；

2、C40

3、0pc W

4、卸载时的残余应变为0.2%；

5、增大

6、负

7、临时锚具，永久性锚具

8、保证孔道内的压浆材料密实，保护预应力混凝土不生锈，保证预应力筋与周围混凝土能共同工作。

三、 简答题（每小题6分，共36分）

1、答：钢绞线、消除应力钢丝和精轧螺纹钢筋。（2分）

混凝土极限拉应变很小，每米仅能伸长0.1-0.15mm ，如果要求构件在使用时不开裂，则钢筋的拉应力只能达到20-30MPa ，及时允许开裂，为了保证构件的耐久性，常需要将裂缝宽度现在在0.2-0.25mm 内，此时钢筋的拉应力也只能达到150-250MPa ，高强钢筋无法在钢筋混凝土结构中充分发挥其强度（2分）；预应力混凝土梁中要对钢筋施加预应力，要求钢筋具有较高的强度，普通钢筋不能满足要求。（2分）

2、答：先浇筑构件混凝土，并在其中预留孔道（或设置套管）（2分），待混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入孔道内，将千斤顶支承于混凝土构件端部，张拉预应力钢筋并锚固的方法（2分）。最后在孔道内压注水泥浆。（2分）

3、答：优点：

（1）提高了构件的抗裂度和刚度；（1分） （2）可以节省材料，减少自重；（0.5分）

（3）可以减少混凝土梁的竖向剪力和主拉应力；（1分）

（4）结构质量安全可靠，施加预应力，相当于经受了一次强度检验（1分） （5）预应力可以作为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方法的发展。（0.5分）

缺点：

（1）工艺比较复杂，对施工质量要求高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍；

（0.5分）

（2）需要专门的设备，如张拉机具、灌浆设备等。（0.5分）

（3）预应力上拱度不容易控制，易造成桥面不顺；（0.5分）

（4）开工费用较大，对于跨径小、构件数量少的工程，成本较高。（0.5分）

4、答：全预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉力边缘不允许出现拉应力即λ≥1。（1.5分）

部分预应力混凝土构件—在作用（荷载）短期效应组合下控制的正截面受拉力边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝，即1>λ>0（1.5分）

全预应力混凝土和部分预应力混凝土相比的特点：（3分）

a、预应力筋和锚具用量大，造价高；

b、全预应力混凝土抗裂性能好；

c、抗疲劳性能好；

d、反拱值大；

e、延性较差；

f、设计计算简单。

5、答：需要进行施工阶段、使用阶段与破坏阶段三个阶段的计算，主要包括：（答对一个给1分，总分不超过6分）

正截面和斜截面承载力计算、预应力损失的估算、短暂状况与持久状况构件的应力验算、正截面和斜截面的抗裂验算、主梁的变形计算、锚固局部承压计算与锚固区的设计。

6、答：后张梁锚下混凝土处于局部承压状态，承受较大的压力，应力分布比较复杂，不但具有纵向压应力，而且具有剪应力和横向拉应力，横向拉应力容易使混凝土产生裂缝。（3分）

配置螺旋筋和网格筋能使局部承压的抗裂性和极限承载力得到显著提高。（3分）

四、陈述题（10分）

孔道内压浆材料不密实，会使得预应力筋受到气体和水分影响而锈蚀，压浆不密实产生的空隙影响了预应力钢筋与混凝土之间的粘结性能，降低了构件的整体性，同时使锚具的负担增加。混凝土保护层厚度小于规范要求，会造成钢筋与混凝土粘结力不足，对结构受力性能极为不利。混凝土表面剥落、掉皮，使得混凝土对钢筋的保护作用丧失，钢筋将被外界因素不断锈蚀，断面不断变小，强度降低。以上情况都会导致结构的耐久性和可靠性不断降低，最终构件整体性受到破坏。

如果我是技术负责人，对于压浆不密实的情况可以采用后期加压，再进行填充水泥砂浆补充密实。对混凝土保护层不足的构件，可以对构件表面打磨后进行抹灰处理，为

5

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6 避免砂浆开裂可以采用提高砂浆强度、增加抗裂材料或是在构件底部敷设钢丝网片等措施。对不便于抹灰处理的情况，可以采用高压设备对构件表面多遍喷射高强度砂浆或细石混凝土等材料。还可以在构件表面涂刷防水涂层或粘贴其它防水、防火材料以对保护层不足面进行封闭，减少与空气接触，延长混凝土碳化时间增加构件的耐久性。

五、计算题（每小题15分，共30分）

1、解：（1）求受压区的高度x 假设为第一类T 形截面，则有

''126029403301272

83.7mm

22.42200<180mm

pd p sd s

cd f

f f A f A x f b h +?+?=

=

=?= （4分）

说明确实为第一类T 形截面。 （2分）

（2）求受拉区钢筋合力作用点的位置

12602940100330127245

126029403301272

94.4mm

pd p p sd s s pd p sd s

f A a f A a a f A f A +??+??=

=

+?+?= （2分） 0180094.41705.6mm h h a =-=-= （1分）

（3）正截面承载力计算

'00()

2

83.7

22.4220083.7(1705.6)2

6862.5kN m<169406940kN m u cd f d x

M f b x h M γ=-=???-

=?=?=? （5分） 所以，跨中正截面承载力满足要求。 （判断1

分）

2、解：

(1)预加力作用下受弯构件抗裂验算边缘混凝土的预压应力pc σ

1395622548351001125MPa pe con l σσσ=-=-----=

112527803127.5kN p N =?= (2分)

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7 33510

3127.5103127.51061567324.54.39107.4510p p pn pc n

n

N N e MPa A W σ????=

+

=+=?? (4

分)

(2) 由作用（或荷载）短期效应产生的构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力st σ

666211010

10

095710673340106440.7210010644

7.45108.27108.2710G Qs G st n M M M W W σ+???????=+=++???

=22.74MPa (4分)

st σ＞0.85σpc =20.824MPa

不满足要求！ (2

分) 解决措施： (3

分)

（1） 增加预应力钢束或降低预应力钢束重心； （2） 适当加大张拉控制应力；