预应力混凝土期末考试试卷三套含答案分析.docx

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1、专业：土木工程 课程名称： 现代预应力构造 学分：1.5 试卷编号A 课程编号： 1411360 考试方式： 开卷 考试时间： 100 分钟拟卷人(签字)： 拟卷日期： 20011-5-12 审核人(签字)： 得分统计表：题号一二三四五六七八九十总 分得分得分阅卷人一 , 简答题：每题8分，共80分1, 简述预应力度的定义。答：1基于抗弯承载力的预应力度的定义PPR，其中表示由预应力筋供应的反抗弯矩；表示由预应力筋和非预应力筋共同供应的反抗弯矩2基于钢筋拉力的预应力度的定义PPR，对于无明显屈服台阶的钢筋时：3基于消压弯矩或消压轴力的预应力度的定义PPR其中：或表示消压弯矩或消压轴力，即将限制

2、截面受拉边缘预压应力抵消为零时的弯矩值或轴力值；或表示运用荷载不包括预应力下限制截面的弯矩值或轴力值2, 用两种理论说明混凝土收缩的缘由。答：第一种理论是：混凝土的收缩是由凝缩水泥水化作用时体积削减和干缩混凝土中水分子挥发而引起体积削减所组成的。第二种理论是：毛细管的作用：即混凝土内部由骨架和小孔隙组成，水分在孔隙中形成凹形液面而产生外表张力，对孔壁产生垂直压力而引起水泥浆胶体的压缩。3, 说明预应力混凝土构造对混凝土的性能要求及其缘由。答：1高强：有效减小构件尺寸, 减轻自重，利于适应大跨径E较大，变形小，预应力损失较小提高粘结强度提高锚固端的受压承载力2低收缩, 低徐变：缘由为可降低预应力

3、损失3快硬, 早强：缘由是可尽早施加预应力，加快施工进度4良好耐久性：缘由是防止受腐蚀4, 试说明张拉限制应力不能太高和太低的缘由。答：1不能太高的缘由：开裂荷载简单接近破坏荷载反拱过大，不易复原局压破坏可能性增加钢筋易拉断2不能过低的缘由：可能达不到预应力的效果。5, 试分别说明预应力损失中瞬时损失和长期损失的含义及其所包括的详细预应力损失。答：1瞬时损失：是指施加预应力时短期时间内完成的损失，包括锚具变形钢筋滑移的预应力损失, 混凝土弹性压缩引起的预应力损失, 先张法蒸汽养护引起的预应力损失, 弯折点的摩阻损失, 后张法孔道摩擦损失, 分批张拉引起的预应力损失等2长期损失：是指考虑了材料的

4、时间效应所引起的预应力损失，包括混凝土的收缩徐变所引起的损失, 张拉钢筋应力松弛引起的损失6, 简述无粘结预应力混凝土受弯构件的特点。答：1预应力钢筋在纵向的两锚固点间可以自由滑动，在混凝土梁体中起着拉杆的作用，其受力具有内部超静定构造的特征；2预应力钢筋可在混凝土体内，也可以在体外；3预应力钢筋的变形及混凝土变形不一样；4预应力钢筋的应力根本相等尤其是摩擦力小时：其抗弯承载力要比相应的有粘结预应力低，而且预应力钢筋很难到达极限强度；5无粘结的体外预应力：无需预留孔道，无需灌浆，易更换，经济性好；6平截面假定只适用于混凝土梁体的平均变形，不适用于无粘结钢筋；7最大弯矩区段的裂缝少对于不配粘结非

5、预应力钢筋的无粘结预应力混凝土构件；7, 说明预应力混凝土受压构件中大偏心受压破坏的过程, 特征, 条件及承载实力的主要影响局部。答：1破坏过程：远离偏心压力侧受拉钢筋屈服，然后受压区混凝土面积渐渐削减，直到最终被压碎；2破坏特征：接近破坏时截面转角较大，有明显预兆，具有塑性破坏性质；3破坏条件：初始偏心距较大，远离偏心压力侧受拉钢筋的配筋率不高；4承载实力：主要取决于远离偏心压力侧的受拉钢筋。8, 试画出先张法预应力混凝土构件端部自锚区的粘结应力, 钢筋应力和混凝土应力的图形。答：粘结应力图1：钢筋应力图2混凝土应力图39, 试说明以下各图中非预应力钢筋的作用其中实线表示预应力钢筋，虚线表示

6、非预应力钢筋。答：图1表示在跨中处承受预应力所引起的拉力；图2表示承受预应力所引起的压力；图3表示加强吊装施工期间的预制梁的拉力；图4表示分散裂缝和提高极限强度的作用；图5表示在梁端处承受预应力所引起的拉力；图6表示加强有峰值弯矩也即负弯矩的悬臂和连续梁的支座；10, 试写出局部预应力混凝土受弯构件中以极限强度为根底的截面设计方法的详细步骤。答：1拟定截面按介于钢筋混凝土及全预应力混凝土的中间状况2确定总的受拉钢筋数量A设都为预应力按正截面强度计算3确定所需的预应力度PPR按抗裂度要求，再依据PPR计算所需的预应力钢筋AP；4确定非预应力钢筋的钢筋种类和面积AS：5统筹考虑选择预应力钢筋及非预

7、应力钢筋，重新计算并验算；得分阅卷人二, 计算题每题10小题，共20分1, 一混合配筋的局部有粘结预应力混凝土T形截面受弯构件，截面尺寸及主要参数如以下图所示。，试采纳简化分析方法计算正截面抗弯承载力。解：1截面混凝土受压区形态判别和高度计算：那么。于是，混凝土受压区高度可按下式计算：即4546=4066+1.0，解得2正截面抗弯承载实力计算：2, ，如下图，构件计算长度；C50混凝土，；，各，；，有效预应力；外荷载产生的，；求预应力钢筋的面积。解：轴向压力对截面重心偏心距附加偏心距，取，计算偏心距增大系数：取上式中，取和的中点离受压边的距离，计算弯矩一般来说，预应力受压构件为大偏心受力，C5

8、0的由平衡方程求解得：，配11根钢绞线相对界限受压区高度计算相对界限受压区高度：由预应力产生的混凝土应力C50的，为大偏心受压构件。专业：土木工程 课程名称： 现代预应力构造 学分： 试卷编号B 课程编号： 考试方式： 考试时间： 100 分钟拟卷人(签字)： 拟卷日期： 审核人(签字)： 得分统计表：题号一二三四五六七八九十总 分得分一 , 简答题：每题8分，共80分1, 什么叫预应力混凝土？答：美国混凝土学会的定义：预应力混凝土四依据须要人为地引入某一数值及分布的内应力，用以局部或全部抵消外荷载应力的一种加筋混凝土。我国专家建议的预应力混凝土的定义为：预应力混凝土是依据须要人为到引入某一数

9、值的反向荷载, 用以局部或全部抵消运用荷载的一种加筋混凝土。所谓预应力混凝土构造：即构造在承受外荷载以前，预先采纳某种人为的方法，在构造内部造成一种应力状态，使构造在运用阶段产生拉应力的区域先受到压应力，这项压应力及运用阶段荷载产生的拉应力抵消一局部或全部，从而推迟裂缝的出现和限制裂缝的开展，提高构造的刚度。2, 说明预应力混凝土对钢筋的性能要求及其缘由。答：1高强：缘由是可建立较高的有效预应力值。2较好的塑性：缘由是为了满意肯定的弯折要求和延性破坏要求。3较好的粘结性：4耐腐蚀性：5稳定性好：3, 试分别说明, , , , , 的含义。答：表示锚具变形和预应力钢筋内缩所引起的损失：表示预应力

10、钢筋及孔道壁之间的摩擦引起的损失；：表示预应力钢筋及张拉台座之间的温差引起的损失； ：表示预应力钢筋的应力松弛引起的损失；：混凝土收缩和徐变引起的损失；：环向预应力引起的损失；4, 试写出预应力混凝土受弯构件设计的根本假定并作出适当的说明。答：1平截面假定：即受弯前后，沿截面高度混凝土应变及离开中性轴的距离成正比；2不考虑混凝土的抗拉强度；即从正截面裂缝顶端到中性层间有一小局部受拉区混凝土抗拉强度所承当的拉力很小。故偏平安又适应于简化而将其忽视不计；3变形协调假定；即预应力混凝土及钢材有很好的粘结强度，由荷载引起的钢材应变及一样位置混凝土应变一样；4混凝土的极限压应变应力本构关系。5, 详细说

11、明预应力混凝土受弯构件沿斜截面破坏的可能形式。答：1斜截面剪切破坏：梁内纵筋配置较多，而且锚固牢靠，阻碍了斜裂缝分开的两局部相对转动，受压区混凝土在压力和剪力的共同作用下被剪断或压碎；2斜截面弯曲破坏：粮内纵向钢筋配置缺乏或锚固不牢，钢筋屈服后斜裂缝割开的两个局部绕公共铰转动，斜裂缝扩张，受压区削减，致使混凝土受压区被压碎而破坏。6, 简述预应力混凝土受弯构件在斜截面剪切破坏中预应力的影响。答：1斜裂缝出现前：削减主拉力，提高开裂时的荷载变更主拉应力方向增大腹筋抗剪的作用；弯起的预应力钢筋可抵消局部荷载剪力；2斜裂缝出现后：阻滞裂缝开裂，减小裂缝宽度，增加剪压区高度等。7, 说明预应力混凝土受

12、压构件中小偏心受压破坏的过程, 特征, 条件及承载实力的主要影响局部。答：1破坏过程：受压区混凝土先被压碎，而此时远离偏心压力侧的钢筋还未屈服；2破坏特征：转角不大，无明显预兆，具有脆性性质；3破坏条件：初始偏心距较小或远离偏心压力侧受拉钢筋的配筋率过高；4承载实力：主要取决于受压区混凝土及其内部的钢筋。8, 简述混凝土及钢筋之间的粘结力的组成。答：两者之间的粘结力包括粘着力：硬化过程中产生的；摩擦力：混凝土收缩等形成对钢筋的挤压而产生的；咬合力：钢筋外表凹凸不平而产生的机械咬合力。9, 试简述施加局部预应力的方法。答：1所以钢筋只有预应力钢筋，而且全部预应力钢筋均施加较低的预应力但不张拉足此

13、法很少采纳；2所以钢筋只有预应力钢筋，而且全部预应力钢筋一局部张拉足，另一局部不张拉足此法较少采纳；3所以钢筋由预应力钢筋和非预应力钢筋组成，其中全部预应力钢筋全部张拉足，非预应力钢筋补足强度此法应用最普遍；10, 试说明以下图局部预应力混凝土构造的受力性能图中A, B, C, D点的含义。答：A点未受外载：有反拱；B点挠度为零：但受拉区边缘应力并非为零；C点消压弯矩：受拉区边缘应力为零；D点开裂弯矩：受拉区边缘应力到达混凝土极限抗拉强度；二, 计算题每题10小题，共20分1, 某无粘结预应力混凝土矩形截面梁，截面外形尺寸和配筋如下图。：C40混凝土，预应力钢筋采纳钢绞线，非预应力钢筋采纳HR

14、B400，扣除预应力损失后的有效预应力，梁的跨高比小于35。求该梁的极限弯矩。解：由于梁的跨高比小于35，而且而且满意的要求。=2, ，如下图，构件计算长度；C50混凝土，；，各，；，有效预应力；外荷载产生的，；求预应力钢筋的面积。解：轴向压力对截面重心偏心距附加偏心距，取，计算偏心距增大系数：取上式中，取和的中点离受压边的距离，计算弯矩一般来说，预应力受压构件为大偏心受力，C50的由平衡方程求解得：，配11根钢绞线相对界限受压区高度计算相对界限受压区高度：由预应力产生的混凝土应力C50的，为大偏心受压构件。专业：土木工程 课程名称： 现代预应力构造 学分：1.5 试卷编号C 课程编号： 14

15、11360 考试方式： 开卷 考试时间： 100 分钟拟卷人(签字)： 拟卷日期：20011-5-12 审核人(签字)： 得分统计表：题号一二三四五六七八九十总 分得分得分阅卷人一 , 简答题：每题8分，共80分1, 预应力混凝土构造的优点有哪些？答：1提高抗裂度和抗渗性；2提高刚度；3提高受剪承载力；4提高抗疲惫性；5减轻自重；6充分利用高强材料；7具有良好的经济效益。2, 预应力混凝土分别按预应力度和预应力筋的位置，如何分类？答：1按预应力度分类：国外：全预应力混凝土限值预应力混凝土局部预应力混凝土一般预应力混凝土；国内：全预应力混凝土局部预应力混凝土一般混凝土2按预应力筋的位置分类：体内

16、预应力混凝土体外预应力混凝土3, 试写出完全的锚固体系的组成并对其作适当的说明。答：完全的锚固体系包括：1锚具和夹具：该局部是预应力混凝土构件中锚固及夹持预应力钢筋的装置，是关键件，也是根底件。2连接器：将多段预应力钢筋连接成一条完整束的装置。3锚下支承系统：此系统包括锚固板, 螺旋筋, 钢筋网片。此系统布置在锚固区的混凝土体中，作为锚下局部承压和抗劈裂的加强构造。4, 试在下面的表格中填写预应力损失的组合。先张法后张法第一批预应力损失, , , , 第二批预应力损失5, 简述预应力混凝土受弯构件斜截面剪切破坏的详细破坏形态及须要计算斜截面抗剪承载力的位置。答：1预应力混凝土受弯构件斜截面剪切

17、破坏的详细破坏形态有：斜压破坏：脆性破坏；斜拉破坏：脆性破坏；剪压破坏：延性破坏。2须要计算斜截面抗剪承载力的位置：预应力钢筋削减处箍筋间距变更处混凝土腹板突变处。6, 简述预应力混凝土构件裂缝限制等级分类并作必要的说明。答：一级：严格要求不出现裂缝的构件；即荷载标准组合时，受拉边缘混凝土不应有拉应力；二级：一般要求不出现裂缝的构件，即准永久荷载组合时，受拉边缘不应产生拉应力，标准组合时，允许出现拉应力，但拉应力应小于抗拉设计强度。三级：允许出现裂缝的构件，但最大裂缝宽度应小于标准给定的允许值，其中最大裂缝宽度是由标准组合并考虑荷载效应的准永久组合的影响。7, 简述预应力混凝土端部局部受压承载

18、提高的两种说明理论。答：1“套箍强化：2“剪切破坏机理：带拉杆的拱8, 试简述施加局部预应力的方法。答：1所以钢筋只有预应力钢筋，而且全部预应力钢筋均施加较低的预应力但不张拉足此法很少采纳；2所以钢筋只有预应力钢筋，而且全部预应力钢筋一局部张拉足，另一局部不张拉足此法较少采纳；3所以钢筋由预应力钢筋和非预应力钢筋组成，其中全部预应力钢筋全部张拉足，非预应力钢筋补足强度此法应用最普遍；9, 试分别画出下面预应力混凝土构件图中后张法预应力钢筋的等效荷载图及弯矩图。实线为预应力钢筋，虚线为形心轴线答：10, 简述局部预应力混凝土梁在简化设计时所采纳的简化途径。答：1采纳毛截面特征值几何；2采纳笼统的

19、总损失值的方法；3以名义拉应力法限制开裂截面的裂缝宽度；4采纳荷载平衡法进展截面设计：注：预应力度的选择是一个难题选择需被平衡的荷载通过名义拉应力法对未被平衡掉的运用荷载引起的拉应力进展检查。如满意，那么完毕；否那么重新选择被平衡的荷载，再进展验算；得分阅卷人二, 计算题每题10小题，共20分1, 一混合配筋的局部有粘结预应力混凝土T形截面受弯构件，截面尺寸及主要参数如以下图所示。，试采纳简化分析方法计算正截面抗弯承载力。解：1截面混凝土受压区形态判别和高度计算：那么。于是，混凝土受压区高度可按下式计算：即4546=4066+1.0，解得2正截面抗弯承载实力计算：2, 某无粘结预应力混凝土矩形截面梁，截面外形尺寸和配筋如下图。：C40混凝土，预应力钢筋采纳钢绞线，非预应力钢筋采纳HRB400，扣除预应力损失后的有效预应力，梁的跨高比小于35。求该梁的极限弯矩。解：由于梁的跨高比小于35，而且而且满意的要求。=