预应力混凝土构件在结构工程中的应用土木建筑工程学院田洋洋2013301550167
摘要：本文主要介绍预应力混凝土的定义与分类，着重介绍其中的部分预应力混凝土在桥梁结构工程中的应用。
关键词：预应力混凝土，部分预应力混凝土，预应力度。
1.预应力混凝土及其构件的定义和工作原理
预应力混凝土是为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件使用（加载）以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。
这种储存下来的预加压力，当构件承受由外荷载产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土中的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现，这就叫做预应力混凝土。以预应力混凝土制成的结构，因以张拉钢筋的方法来达到预压应力，所以也称预应力钢筋混凝土结构。预应力混凝土的工作原理：预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。
根据预加应力值大小对构件截面裂缝控制程度的不同分类：（1）全预应力混凝土。在使用荷载作用下，不允许截面上混凝土出现拉应力的构件，属严格要求不出现裂缝的构件,和严格控制预应力构件的截面尺寸和预应力梁的挠度。（2）部分预应力混凝土。允许出现裂缝，但最大裂缝宽度不超过允许值的构件，属允许出现裂缝的构件。(3)无粘结预应力钢筋。将预应力钢筋的外表面涂以沥清，油脂或其他润滑防锈材料，以减小摩擦力并防锈蚀，并用塑料套管或以纸带,塑料带包裹，以防止施工中碰坏涂层，并使之与周围混凝土隔离，而在张拉时可沿纵向发生相对滑移的后张预应力钢筋。特点：不需要预留孔道，也不必灌浆、施工简便、快速、造价较低、易于推广应用。
本文主要讨论半预应力混凝土在桥梁结构工程中的应用。
2.桥梁中采用预应力混凝土的发展历程：
我国的预应力混凝土技术起步较晚，1956年首先从前苏联引进，以后逐步推广应用于桥梁工程，20世纪60年代因要在汾河上建立第二座汾河大桥，考虑采用预应力混凝土结构，试制并试验了净跨15m的无横隔板梁，预应力筋采用级粗钢筋，试制虽获成功但没有运用到实际工程上。在太原真正开始采用预应力混凝土梁的是1983年开工的南内环汾河桥，跨径38m的主桥为钭
桥连续梁。以后在柴村、小店、东山高速路大量采用了跨径30m与40m预应力混凝土梁。目前太原最大跨径预应力混凝土桥是跨径60m的新迎泽桥。预应力混凝土连续梁桥是预应力桥梁中的一种,它具有整体性能好、结构刚度大、变形小、抗震性能好,特别是主梁变形挠曲线平缓,桥面伸缩缝少,行车舒适等优点。加上这种桥型的设计施工均较成熟,施工质量和施工工期能得到控制,成桥后养护工作量小。预应力混凝土连续梁的适用范围一般在150 m以内,上述种种因素使得这种桥型在公路、城市和铁路桥梁工程中得到广泛采用。
可以看出，部分预应力混凝土的范围非常广，即使有一点预应力也能称作部分预应力混凝土，但在桥梁工程中部分预应力混凝土的使用也是有一定范围的。按规范可分为两类，即A类和 B类，A类规定正截面混凝土的拉应力不超过规定的限值，B 类为正截面混凝土的拉应力超过规定的限值，但裂缝宽度不超过规定的限值，因此部分预应力混凝土是介于全预应力混凝土和普通钢筋混凝土之间的一种结构，是全预应力混凝土之后的又一新发展。
3.部分预应力混凝土的优越性
(1)由于预应力值较低，主筋的配筋量基本上可由强度确定，对于抗裂要
求较的全预应力构件，主筋的配筋一般均由抗裂要求确定，比按强度计算要求的配筋量要多，所以部分预应力混凝土可节约较多的预应力钢筋或钢丝。
(2)预应力值降低后，特别是增配非预应力钢筋后，提高了结构的延性和结构
的抗震性，且同时有良好的恢复特性。（3）预应力钢筋减少后，减少了张拉锚固等工序，特别是后张法构件，节约了锚夹具，简化了构件的端部构造，对混凝土标号的要求也相。
预应力技术在钢—混凝土组合结构和钢结构中的应用为提高构件截面的抗弯刚度和抗弯承载力，延缓和抑制混凝土板的开裂，通常对普通钢、混凝土组合梁的钢梁施加体外预应力形成预应力钢、混凝土组合梁是一个显著而有效的方法。预应力钢—混凝土组合梁不仅极大地扩宽了普通钢—混凝土组合梁在工程上的应用领域，而且具有普通钢—混凝土组合梁与预应力结构的许多优点，对现代预应力技术在组合结构领域提供了强有力的支持。它能充分发挥钢梁的抗拉性能和混凝土的抗压性能，使二者能够很好的结合在一起，更好的承担上面传来的荷载。采用这种结构可以显著提高构件的承载能力，可以节省钢材，减少梁的截面，增大梁的跨度。例如福建会堂观众厅35米的大跨楼盖结构就是采用了预应力钢—混凝土组合结构，它的应用为施工带来了方便而且节省了大量的模板。
4.预应力混凝土技术的材料前沿
纤维增强塑料筋（FRP）的研制与应用。FRP是由多肢连续纤维采用基底材料胶合后，经过特制的模具挤压、拉拔成型的。FRP筋具有抗拉强度高，质量密度小，抗腐蚀性能良好，而且FRP筋的热膨胀系数与混凝土相近，弹性模量小，但也有缺点，抗剪强度低，成本较高、生产制作工作较复杂。它的特性包括：1、热性能良好；2、耐腐蚀性能好；3、可设计性好；4、轻质高强；5、工艺性优良；6、电性能好。国际上开始研究非钢材的纤维增强塑料筋在预应力混凝土结构中的应用，是在20世纪80年代以后。FRP学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。1988年日本，最先用CFRP
预应力筋修建了公路桥，1996年又用AFRP力筋修建了茨城悬索板桥。20世纪90年代后加拿大等国也开始应用CFRP绞线作为预应力筋。到现在为止，用FRP预应力筋修建的混凝土桥已有几十座。由现在的形势来看，在未来将会有更多的预应力混凝土桥梁的出现。
5.匀应力混凝土的抗震问题
预应力混凝土结构抗震问题当前国际混凝土结构工程界对预应力混凝土结构的抗震问题给予了重视。日本在1995 年神户大阪地震之后, 结合混凝土结构(包括预应力混凝土结构) 在地震中的实际表现进行了调查并作了大量研究工作, 其它国家也作了不少研究工作。研究表明预应力结构在地震区是能够应用的, 和普通钢筋混凝土结构一样,需要的是合理的设计和施工。采用竖向预应力加固普通钢筋混凝土结构可提高结构抗震性能。采用竖向预应力的凝土结构, 可以提高结构抵抗水平荷载的能力,并在地震之后又能很快的复原。在地震作用下,产生塑性铰, 提高整个结构的延性和耗能能力而避免损坏,因而具有良好抗震性能。
6.发展前景
为适应我国经济的发展, 缓解交通问题给人们生产生活带来的不便, 预应力混凝土结构的应用范围将更加广阔, 因此我们应加强提高预应力技术水平的科研工作。和发达国家相比, 我们预应力混凝土工程的研究相对落后。
凭借我们已有的强大队伍,和一些单位在预应力技术推广应用中的创收实力完全可以承担和完成这项重要的科研任务。同时,设计和施工的分离也是影响我国预应力混凝土结构迅速发展的因素之一。因此有必要成立大型强而有力的预应力混凝土工程公司,承担重大预应力混凝土工程, 并担负新技术开发研究, 并做好与设计和施工之间的联系,以提高我国的预应力技术水平。
参考文献:
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[3]郭变梅.桥梁工程中的部分预应力混凝土构件.2003.
工程力学在材料中的应用 首先要了解什么叫工程力学，工程力学是干什么的？ 工程力学一般包括理论力学的静力学和材料力学的有关内容，是研究物体机械运动的一般规律和有关构建的强度、刚度、稳定性理论的科学，是一门理论性和实践性都较强的专业基础课。 这里我们只对工程力学在材料中应用进行讨论，即材料力学。 材料力学在生活中的应用十分广泛。大到机械中的各种机器建筑中的各个结构小到生活中的塑料食品包装很小的日用品。各种物件都要符合它的强度、刚度、稳定性要求才能够安全、正常工作所以材料力学就显得尤为重要。生活中机械常用的连接件如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形属于剪切变形在设计时应主要考虑其剪切应力。汽车的传动轴、转向轴、水轮机的主轴等发生的变形属于扭转变形。火车轴、起重机大梁的变形均属于弯曲变形。有些杆件在设计时必须同时考虑几个方面的变形如车床主轴工作时同时发生扭转、弯曲及压缩三种基本变形钻床立柱同时发生拉伸与弯曲两种变形。 在20世纪50年代出现了一些极端条件下的工程技术问题所涉及的温度高达几千度到几百万度压力达几万到几百万大气压应变率达百万分之一亿分之一秒等。在这样的条件下介质和材料的性质很难用实验方法来直接测定。为了减少耗时费钱的实验工作需要用微观分析的方法阐明介质和材料的性质在一些力学问题中出现了特征尺度与微观结构的特征尺度可比拟的情况因而必须从微观结构分析入手处理宏观问题出现一些远离平衡态的力学问题必须从微观分析出发以求了解耗散过程的高阶项由于对新材料的需求以及大批新型材料的出现要求寻找一种从微观理论出发合成具有特殊性能材料的“配方”或预见新型材料力学性能的计算方法。在这样的背景条件下促使了工程力学的建立。工程力学之所以出现一方面是迫切要求能有一种有效的手段预知介质和材料在极端条件下的性质及其随状态参量变化的规律另一方面是近代科学的发展特别是原子分子物理和统计力学的建立和发展物质的微观结构及其运动规律已经比较清楚为从微观状态推算出宏观特性提供了可能 材料力学研究的主要问题是杆件的强度、刚度和稳定性问题，因此，制成杆件的物体就应该是变形固体，而不能像理论力学中那样认为是刚体。变形固体的变形就成为它的主要基本性质之一，必须予以重视。例如，在土建、水利工程中，组成水闸闸门或桥梁的个别杆件的变形会影响到整个闸门或桥梁的稳固，基础的刚度会影响到大型坝体内的应力分布；在机电设备中，机床主轴的变形过大就不能保证机床对工作的加工精度，电机轴的变形过大就会使电机的转子与定子相撞，使电机不能正常运转，甚至损坏等等。因此，在材料力学中我们必须把组成杆件的各种固体看做是变形固体．．．．。固体之所以发生变形，是由于在外力作用下，组成固体的各微粒的相对位置会发生改变的缘故。在材料力学中，我们要着重研究这种外力和变形之间的关系。大多数变形固体具有在外力作用下发生变形，但在外力除去后又能立刻恢复其原有形状和尺寸大小的特性，我们把变形固体的这种基本性质称为弹性．．，把具有这种弹性性质的变形固体称为完全弹性体．．．．．。若变形固体的变形在外力除去后只能恢复其中一部分，这样的固体称为部．分弹性体．．．．。部分弹性体的变形可分为两部分；一部分是随着外力除去
第10章 预应力混凝土构件 选择题 1．《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（ B ）。 A. C20 ； B. C30 ； C. C35 ； D. C40 ； 2．预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ C ）。 A. 21l l σσ+； B. 321l l l σσσ++ ； C. 4321l l l l σσσσ+++ ； D. 54321l l l l l σσσσσ++++； 3．下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ（ C ）。 A. 两次升温法； B. 采用超张拉； C. 增加台座长度； D. 采用两端张拉； 4．对于钢筋应力松弛引起的预应力的损失，下面说法错误的是：（ C ）。 A. 应力松弛与时间有关系； B. 应力松弛与钢筋品种有关系； C. 应力松弛与张拉控制应力的大小有关，张拉控制应力越大，松弛越小； D. 进行超张拉可以减少，应力松弛引起的预应力损失； 5．其他条件相同时，预应力混凝土构件的延性比普通混凝土构件的延性（ C ）。 A. 相同； B. 大些； C. 小些； D. 大很多； 6．全预应力混凝土构件在使用条件下，构件截面混凝土（ A ）。 A. 不出现拉应力； B. 允许出现拉应力； C. 不出现压应力； D. 允许出现压应力； 7．《混凝土结构设计规范》规定，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋做预应力钢筋时，混凝土强度等级不应低于（ D ）。
A. C20 ； B. C30 ； C. C35 ； D. C40 ； 8．《规范》规定，预应力钢筋的张拉控制应力不宜超过规定的张拉控制应力限值，且不应小于（ B ）。 A ．ptk f 3.0； B ．ptk f 4.0； C ．ptk f 5.0； D ．ptk f 6.0； 9．预应力混凝土后张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ A ）。 A. 21l l σσ+； B. 321l l l σσσ++ ； C. 4321l l l l σσσσ+++ ； D. 54321l l l l l σσσσσ++++； 10．先张法预应力混凝土构件，预应力总损失值不应小于（ 2 /100mm N ）。 11．后张法预应力混凝土构件，预应力总损失值不应小于（ 2/80mm N ） 12．预应力轴心受拉构件，加载至混凝土预应力被抵消时，此时外荷载产生的轴向力为（ A ）。 A ．0A PC ∏σ； B ．0A P C I σ； C ．n PC A ∏σ； D ．n PC A I σ； 判断题 1．在浇灌混凝土之前张拉钢筋的方法称为先张法。（ ∨ ） 2．预应力混凝土结构可以避免构件裂缝的过早出现。（ ∨ ） 3．预应力混凝土构件制作后可以取下重复使用的称为锚具。（ × ） 4．con σ张拉控制应力的确定是越大越好。（ × ）
主要课程：理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学、振动力学、计算力学、实验力学、结构力学、电工与电子技术、计算机基础知识及程序设计。《工程力学》是水利、土木类等专业一门重要的技术基础课程和工程技术人员必备的知识，在人才培养过程中具有重要的地位和作用。该课程的概念和理论不仅是专业课（水工建筑物、水电站、施工技术等）的基础，同时也是其他技术基础课（如工程材料与检测、建筑结构、土力学、地基基础、钢筋混凝土结构、钢结构等）的基础。主要研究水利与土木工程建筑中的工程结构设计、施工和使用中的各种力学问题。通过本课程的学习，使学生掌握必要的力学基础理论知识，具有解决与力学有关的工程技术问题的分析能力、计算能力和实验技能。为后续学习专业课打下良好的力学基础。 《科技导报》关注隧道工程建设
。 先进技术促进隧道工程高效发展 7月10日，连接2010年上海世界博览会浦江两岸园区的专用越江通道——西藏南路越江隧道东线工程竣工。该隧道位于南浦大桥和卢浦大桥之间，全长约2.67 km，江中段隧道长1 170 m，隧道直径11.58 m，设双向4车道，设计时速40 km。该项工程于2005年11月25日开工，分东、西两线施工，西线隧道将于2009年底完成建设，建成后能满足世博会园区每小时6~7万人次的越江需求。 隧道工程始于英国1826年修建的长770 m的泰勒山隧道，它在交通设施、水利工程、探矿采矿、环境工程、能源储备及国防等领域有着非常广泛的应用。鉴于土地资源稀缺、人口压力增大、便捷安全要求提高，从环境条件、空间利用、国民经济可持续发展等角度看，隧道工程有着更加广阔的前景，21世纪将迎来全球地下空间开发的新世纪。 地下施工由开挖支护、出碴运输、通风除尘、防水排水、供电供水等多种作业构成，具有投资巨大、空间有限、环境恶劣，复杂性、隐蔽性、风险性高，作业的综合性、动态性、循环性强，对施工技术、工程机械、建筑材料、运营设备要求高等特征，完成特长隧道和特殊隧道的修建任务更须具备快速准确的施工能力、高水平的机械配套、科学的管理方法等基本条件。 19世纪60年代前，修建隧道都用人工凿孔、黑火药爆破方法，之后风动凿岩机代替人工凿孔、硝化甘油炸药代替黑火药。
第十章预应力混凝土构件的计算 1．静定预应力混凝土结构和超静定预应力混凝土结构有何本质区别？ 2．如何布置预应力筋时，张拉预应力筋不引起超静定预应力混凝土结构支座反力的变化？ 3．何谓预应力结构中的侧限？ 4．何谓无侧限预应力混凝土结构？举例说明。 5．何谓侧限影响系数？ 6．什么叫做张拉预应力筋所引起的次反力？ 7．什么叫预应力混凝土结构的次内力？ 8．什么叫预应力混凝土结构的主内力？ 9．什么叫预应力结构的综合内力？ 10．综合内力有哪两种计算方法？ 11．次内力有哪两种计算方法？ 12．预应力混凝土简支梁与连续梁正截面承载力计算公式的本质区别是什么？13．简述预应力筋的两阶段工作原理？ 14．规范中锚具下混凝土局部受压承载力计算公式存在哪四个问题？ 15．用基于简支梁板所求得的无粘结筋等效折减系数α去计算连续梁板的裂缝和变形会带来什么问题？ 16．预应力混凝土结构连续梁有哪几种破坏机制？ 17．对有侧限多、高层预应力混凝土结构张拉预应力筋时应注意哪些问题？18．对于预应力筋通长布置，梁高相同而梁跨相差悬殊的连续梁和框架梁，预应力筋线形选择时应注意什么问题？ 19．张拉预应力混凝土转换结构的预应力筋时应注意哪些问题？ 20．举例说明竖向预应力的用途？ 21．什么是预应力混凝土结构？预应力混凝土结构的工作原理是什么？
29. 预应力混凝土结构施工由哪几部分组成？ 30. 选择预应力混凝土结构材料及工艺时应遵循什么原则？ 31. 预应力筋线形选择应遵循什么原则？等效荷载计算时应注意什么？ 32．预应力混凝土结构抗力计算的经典计算方法和统一计算方法的思路特点各是 什么？ 33. 利用0.9(2)L c L c v cor y Ln F f f A ββαρβ≤+进行局压承载力验算时应注意哪些问题？ 34. 简述预应力混凝土结构工作原理。 35. 选用预应力筋张拉控制应力应遵循什么原则？ 36. 为何要对预应力结构的反拱值设限 ？ 37. 写出矩形截面预应力混凝土连续梁正截面承载力计算公式（基于经典方法）。 38. 基于统一方法写出有侧限结构的矩形截面预应力混凝土梁正截面承载力计 算公式。 39. 为满足锚具下混凝土局压承载力要求，控制A 类和B 类裂缝开展均需设置 间接钢筋，这三类间接钢筋的布置范围及各范围用量的取用方法。 40．什么是预应力混凝土？为什么说普通钢筋混凝土结构中无法利用高 强材 料，较难建造起大跨度结构？预应力混凝土结构又怎样？ 41． 预应力混凝土结构的主要优缺点是什么？ 42． “预应力混凝土结构是一种预先检验过的结构”这种说法对吗？ 43． 什么是先张法和后张法预应力混凝土 ？它们的主要区别是什么？ 44． 对预应力混凝土中的钢筋和混凝土的性能分别有哪些要求 ？为什么？ 45.为什么配置无屈服台阶的光面钢丝和钢绞线的预应力混凝土受弯构件，当材 料质量有可靠保证时，钢筋的设计强度可乘以钢筋应力增大系数 ？它是怎样确定的？ 46.预应力混凝土与普通钢筋混凝土之间的主要异同点是什么？ 47．为什么在预应力混凝土结构中要用较高强度等级的混凝土？ 48. 什么是张拉控制应力？为什么要规定张拉控制应力的上限值？它与那些因 素有关？张拉控制应力是否有下限值？ 49．预应力混凝土结构中的预应力损失包括那些项目？如何分批？每一批损失在 计算中如何应用的？ 50．影响收缩和徐变损失的主要因素有哪些？这时的混凝土预压应力是指哪一位 置处的值？ 51．什么是钢材的应力松弛？ 松弛损失与哪些因素与有关？为什么超张拉（短 时间的）可减松弛少损失？ 52．换算截面0A 和净截面n A 的意义是什么？为什么计算施工阶段的混凝土应力 时，先张法构件用0A 、后张法构件用净截面n A ？而计算外荷载引起的截面应力时，为什么先张法和后张法构件都用0A ？ 53．在受弯构件截面受压区配置预应力筋对正截面抗弯强度有何影响？ 54．预应力混凝土受弯构件的截面限制条件和斜截面抗剪强度计算是否与普通钢 筋混凝土受弯构件相同？
预应力混凝土结构设计 《现代预应力混凝土》 复习思考题 第一章 钢筋混凝土结构概念及材料物理力学性能 1. 什么是混凝土的徐变？影响混凝土徐变的主要因素有哪些？徐变对混凝土 结构造成哪些影响？ 2. 什么是混凝土的收缩？引起混凝土收缩的主要原因是什么？收缩对混凝土 结构产生的影响有哪些？ 3. 混凝土收缩与徐变的主要区别表现在哪里？ 第十二章 预应力混凝土结构的概念及其材料 1. 什么是预应力混凝土结构？简述预应力混凝土结构的基本原理？ 2. 简述与钢筋混凝土构件相比，预应力混凝土结构的优、缺点？ 3. 什么是预应力度？请简述不同配筋混凝土构件预应力度的取值？ 4. 我国《公路桥规》根据预应力度将结构分为几类？ 5. 预加应力的主要方法有几种？ 6. 简述先张法和后张法施工预应力混凝土构件的主要
施工工序，并指出其在施 加预应力方法上的不同之处。 7. 预应力混凝土构件对混凝土有哪些要求？为什么提出这些要求？ 8. 公路桥梁中对预应力混凝土结构所使用的预应力钢筋有何要求？其常用的 预应力钢筋有哪些？ 9. 锚具和夹具各指什么？预应力混凝土构件对锚具有何要求？按照传力锚固 的原理，锚具如何分类？ 10. 公路桥梁中常用的制孔器有哪些？ 11. 如何理解预应力混凝土结构的三种概念？它们在结构受力分析和设计中有何作用？ 第十三章 预应力混凝土受弯构件的设计与计算 1. 预应力混凝土受弯构件从预加力到最后破坏一般经历哪些受力阶段？ 2. 何为预应力筋的张拉控制应力？何为预应力筋的永存预应力？ 3. 预应力混凝土受弯构件计算中，何为消压弯矩？何为消压状态？该状态下构 件截面上的应力特征是什么？ 4. 预应力混凝土受弯构件计算中，何为开裂弯矩？其
递预（一）填空题 1.先张法构件的预应力总损失至少应取 ，后强法构件的预应力总损失至少应取 。 2.预应力混凝土中，混凝土的强度等级一般不宜低于 ，当采用高强钢丝、钢绞线时，强度等级一般不宜低于 。 3.已知各项预应力损失：锚肯损失11σ；管道摩擦损失12σ；温差损失13σ；钢筋松驰损失14σ；混凝土收缩和徐变损失15σ；螺旋式钢筋对混凝土的挤压损失16σ。先张法混凝土预压前（第一批）损失为 ；混凝土预压后（第二批）损失为 ；预应力总损失为 。后张法混凝土预压前（第一批）损失为 ；混凝土预压后（第二批）损失为 ；预应力总损失为 。 4.施回预应力时混凝土立方体强度应经计算确定，但不低于设计强度的 。 5.影响混凝土局压强度的主要因素是 ； ； 。 6.先张法预应力混凝土轴心受拉构件，当加荷至混凝土即将出现裂缝时，预应力钢筋的应力是 。 7.预应力混凝土轴心受拉构件（对一般要求不出现裂缝的构件）进行抗裂验算时，对荷载效应的超标准组合下应符合 ，在荷载效应的准永久组合下，宜符合 。 8.预应力混凝土轴心受拉构件（对于严格要求不出现裂缝的构件）进行抗裂验算时，对荷载效应的标准组合下应符合 。 9.为了保证在张拉（或放松）预应力钢筋时，混凝土不被压碎，混凝土的预压应力cc σ应符合 。其中先张法的cc σ应为 ，后张法的cc σ应为 。 10.轴心受拉构件施工阶段的验算包括 、 两个方面的验算。 11.在进行预应力混凝土受弯构件斜截面抗裂给算时，对严格要求不出现裂缝的构件奕符合 、 。对一般要求不出现裂缝的构件应符合 、 。 12.施加预应力的方法有 、 。 13.全预应力是指 。部分预应力是指 。 14.有粘结预应力是指 。无粘结预应力是指 。 15.张拉控制应力是指 。 16.先张法轴心受拉构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力为 ，完成第二批损失时，混凝土的预压应力为 。 17.后张法轴心受拉构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力为 ，完成第二批损失时，混凝土的预压应力为 。 18.先张法轴心受拉构件在使用阶段，当加荷到预压应力被抵消时，构件承担外荷载产生的轴向拉力为 ；继续加荷至混凝土即将开裂，相应的轴向拉力为 ；当加荷至构件破坏时，相应的轴向拉力为 。
第六章预应力混凝土工程试题及答案 一、选择题 1. 预应力混凝土梁是在构件的 B 预先施加压应力而成。 A.受压区 B.受拉区 C.中心线处 D.中性轴处 2. 先张法适用的构件为 C 。 A．小型构件 B.中型构件 C.中、小型构件 D.大型构件 3. 后张法施工较先张法的优点是 A A.不需要台座、不受地点限制 B. 工序少 C.工艺简单 D.锚具可重复利用 4. 无粘结预应力混凝土构件中，外荷载引起的预应力束的变化全部由 A 承担。 A.锚具 B.夹具 C.千斤顶 D.台座 5. 有粘结预应力混凝土的施工流程是：（ C ） A.孔道灌浆→张拉钢筋→浇筑混凝土 B. 张拉钢筋→浇筑混凝土→孔道灌浆 C.浇筑混凝土→张拉钢筋→孔道灌浆 D. 浇筑混凝土→孔道灌浆→张拉钢筋 6.曲线铺设的预应力筋应 D A.一端张拉 B.两端分别张拉 C.一端张拉后另一端补强 D.两端同时张拉 7.无粘结预应力筋应 B 铺设 A.在非预应力筋安装前 B.在非预应力筋安装完成后 C.与非预应力筋安装同时 D.按照标高位置从上向下 8. 先张法预应力混凝土构件是利用 D 使混凝土建立预应力的。 A.通过钢筋热胀冷缩 B.张拉钢筋 C.通过端部锚具 D.混凝土与预应力的粘结力 9. 台座的主要承力结构为 B A.台面 B.台墩 C.钢横梁 D.都是 10.无粘结预应力钢筋的张拉程序通常是：（B ） →102%σcon →103%σcon →105%σcon→σcon→104%σcon 11.当预应力钢筋为热处理钢筋、冷拉Ⅳ级钢筋、钢绞线时，不得用 C 切割。 A.闪光对焊 B.电渣压力焊 C.电弧焊 D.电阻电焊 12.后张法中，对预埋管成形孔道，曲线预应力筋和长度大于 C 的直线预应力筋，应在两端张拉。 A. 20m B. 24m C. 30m D. 40m 13.二次升温养护是为了减少 C 引起的预应力损失。 A.混凝土的收缩 B.混凝土的徐变 C.钢筋的松弛 D.温差 14. 曲线孔道灌浆施工时。灌满浆的标志是： D A.自高点灌入，低处流出浆 B.自高点灌入，低处流出浆持续1min C.自最低点灌入，高点流出浆与气泡 D.自最低点灌入，高点流出浆 二、填空题 1. 在预应力混凝土结构中，一般要求混凝土的强度等级不低于C30。当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理 钢筋作预应力筋时，混凝土的强度的等级不宜低于C40。 2. 后张法预应力混凝土施工，构件生产中预留孔道的方法有钢管抽芯法、胶管抽芯法和预埋管法三种。 3. 所谓先张法：即先张拉预应力钢筋，后浇筑混凝土的施工方法。 4. 预应力筋的张拉钢筋方法可分为: 一端张拉、两端张拉。
材料力学在工程实际中的应用
材料力学在工程实际中的应用 材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、稳定和导致各种材料破坏的极限。而研究材料力学在工程实际中的应用，将会直接给我们在进一步的学习中提供一个现实的模型。 材料力学在生活中的应用十分广泛。大到机械中的各种机器建筑中的各个结构小到生活中的塑料食品包装很小的日用品。各种物件都要符合它的强度、刚度、稳定性要求才能够安全、正常工作所以材料力学就显得尤为重要。生活中机械常用的连接件如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形属于剪切变形在设计时应主要考虑其剪切应力。汽车的传动轴、转向轴、水轮机的主轴等发生的变形属于扭转变形。火车轴、起重机大梁的变形均属于弯曲变形。有些杆件在设计时必须同时考虑几个方面的变形如车床主轴工作时同时发生扭转，弯曲及压缩三种基本变形钻穿立柱同时发生拉伸与弯曲两张变形。 说到材料力学，我们首先应该了解它的属性。材料力学在工程中常用的属性主要有： 1.密度ρ：密度与结构自重和地震荷载有关。 2.弹性模量E：指的是材料在在单位长度、单位截面面积下受到单位轴向力时的轴向变形量。 3.强度f：材料的承受能力。 4.泊松比v：指的是材料在受轴向力时，材料的横向变形或材料的轴向变形。
性固体在外力作用下，总会是既有弹性变形也有塑性变形。不过，实验指出，像金属、木材等常用建筑材料，当所受的外力不超过某一限度时，可看成是完全弹性体。为了能采用理论的方法对变形固体进行分析和研究，从而得到比较通用的结论。 总而言之，杆件要能正常工作，必须同时满足以下三方面的要求：（1）不会发生破坏，即杆件必须具有足够的强度。 （2）不产生过大变形，发生的变形能限制在正常工作许可的范围以内。即杆件必须具有足够的强度 （3）不失稳，杆件在其原有形状下的平衡应保持为稳定的平衡，即杆件必须具有足够的稳定性。 这三方面的要求统称为构件的承载能力。一般来说，在设计每一杆件时，应同时考虑到以上三方面的要求，但对某些具体的杆件来说，有事往往只需考虑其中的某一主要方面的要求（例如稳定性为主），当这些主要方面的要求满足了，其它两个次要方面的要求也就自动地得到满足。当设计的杆件能满足上述三方面的要求时，就可认为设计是安全的，杆件能够正常工作。 其次，材料力学在工程实际中的应用时非常多的，例如在铁路和桥梁等等上。 1976年7月28日发生在中国唐山，震级为M7.8级的地震，造成了大面积公路、铁路、桥梁普遍倒塌或者严重损坏，据有关部门专家对这次地震的分析，桥梁破坏主要集中在新进建造的桥梁，主要原因有
力学在土木工程中的应用 1：力学基本内容： 力学是用数学方法研究机械运动的学科。“力学”一词译自英语mechanics源于希腊语一机械，因为机械运动是由力引起的．mechanics在19世纪5O年代作为研究力的作用的学科名词传人中国后沿用至今。 力学是一门基础科学，它所阐明的规律带有普遍的性质．为许多工程技术提供理论基础。力学又是一门技术科学，为许多工程技术提供设计原理，计算方法，试验手段．力学和工程学的结合促使工程力学各个分支的形成和发展．力学按研究对象可划分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支．固体力学和流体力学通常采用连续介质模型来研究；余下的部分则组成一般力学．属于固体力学的有弹性力学、塑性力学，近期出现的散体力学、断裂力学等；流体力学由早期的水力学和水动力学两个分支汇合而成，并衍生出空气动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等；力学间的交叉又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等分支． 力学在工程技术方面的应用结果则形成了工程力学或应用力学的各种分支，诸如材料力学、结构力学、土力学、岩石力学、爆炸力学、复合材料力学、天体力学、物理力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球流体力学、理性力学、计算力学等等． 2：土木是力学应用最早的工程领域之一． 2.1土木工程专业本科教学中涉及到的力学内容
包括理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、土力学、岩石力学等几大固体力学学科． 理论力学与大学物理中有关内容相衔接，主要探讨作用力对物体的外效应(物体运动的改变) ，研究的是刚体，是各门力学的基础．其他力学研究的均为变形体(本科要求线性弹性体)，研究力系的简化和平衡，点和刚体运动学和复合运动以及质点动力学的一般理论和方法． 材料力学：主要探讨作用力对物体的内效应(物体形状的改变)，研究杆件的拉压弯剪扭变形特点，对其进行强度、刚度及稳定性分析计算．结构力学：在理论力学和材料力学基础上进一步研究分析计算杆件结构体系的基本原理和方法，了解各类结构受力性能． 弹性力学：研究用各种精确及近似解法计算弹性体(主要要求实体结构) 在外力作用下的应力、应变和位移． 土力学：研究地基应力、变形、挡土墙和土坡等稳定计算原理和计算方法．岩石力学：研究岩石地基、边坡和地下工程等的稳定性分析方法及其基本设计方法． 2.2土木工程专业之力学可分为两大类，即“结构力学类”和“弹性力学类”． “弹性力学类”的思维方式类似于高等数学体系的建构，由微单元体(高等数学为微分体)人手分析，基本不引入(也难以引入)计算假设，计算思想和理论具有普适特征．在此基础上引入某些针对岩土材料的计算假设则构建了土力学和岩石力学．“结构力学类”(包括理论、材料学和结构力学)则具有更强烈的工程特征，其简化的模型是质点或杆件，在力学体系建立之前就给出了诸
力学在土木工程中的应用 土力学研究的是力学和水力学的法则在牵涉土的工程问题中的应用。土是一种天然矿物颗粒的聚集物，有的含有有的不含有机成分，它由岩石的风化或是机械作用形成。它包括三种成分：固体矿物质，水以及空气和其他气体。土质组成变化很大，正是这种不均质性大大地阻碍了科学家对这些沉积物的研究。渐渐地，对挡土墙，基础，护堤，人行道和其他结构的事故的调查发现其原因涉及到许多天然土的知识并且它们的工况充分提高了土力学作为工程科学的一个分支。 历史 直到18世纪后半期，法国物理学家查尔斯-奥斯丁库仑出版他的土压力理论（1773年）之前，以科学的基础处理土的问题几乎没有任何进展。1857年，苏格兰工程师威廉姆朗金发展了一种土体平衡理论并将其用于一些初步的基础工程问题。这两大理论仍然构成了当今计算土压力理论的基础，尽管他们建立在所有土都象干沙一样不考虑内聚力这一错误概念的基础上。二十世纪的进步在于：把内聚力引入计算；了解了通常情况下土的基本物理特性和特殊情况下粘土的特性；系统地研究了土的剪切特性，即——滑动剪切条件下的变形。 库仑和朗金土压力理论都假设土的剪切破坏面在一个平面内。然而对于砂土来说这是近似可信的，有内聚力土的滑动剪切面接近一个曲面。在二十世纪早期，瑞典工程师证明滑动剪切面是一个圆弧面。上个世纪后半段，在土的科研，理论的应用以及用于工程设计的经验数据方面都有了明显进步。
一个显著的进步是德国工程师卡尔泰沙基在1925年出版了一本关于粘土在许用应力下固结情况的力学调查。他的被工程经验证实的分析解释了在充分渗透的粘土上沉降随时间增长的问题。泰沙基在1925年出版了Erdbaumechanik(“土力学”)一书后开辟了土力学时代。 关于地基材料，人行道下的天然基础的研究始于1920年美国公共道路局。他们做了一些关于人行道设计的和天然土有关的简单实验。在英格兰，道路研究司创建于1933年。1936年第一个岩土方面的世界会议在哈佛举行。 今天，市政工程极大地依赖于实验的大量数据来巩固经验以及与之相关的新的问题来建立解决方案。获得这样的土质实验的典型例子，无论如何是很极其困难的；因此有一种在实验室做比例模型来代替这种现场实验的趋向，并且许多重要的性质都是由这种方法得到的。 土的工程性质 决定土的工程适用性的性质包括：内摩擦力，内聚力，压缩性，弹性，渗透性以及毛细性。 内摩擦力是土体抵抗滑动的力。砂土和砾石土比粘土有更大的内摩擦力；后期水气的增加会降低内摩擦力。土在重结构压迫下滑动的趋势可以转化成剪力；即使一部分土体在一个平面内水平的竖直的或其他方向的移动。这样一种剪切移动会给建筑带来危险。 内聚力可以减少这种剪切危险，这是由土颗粒间分子力产生的土颗粒之间相互吸引作用以及土粒间存在水气造成的。内聚力明显受土粒间大量湿气影响。内聚力
第10章预应力混凝土构件 10.1选择题 5. 其他条件相同时，预 应力混凝土构件的延性比普通混凝土构件的延性 A. 相同； B. 大些； C. 小些； D. 大很多; 6.全预应力混凝土构件在使用条件下，构件截面混凝土（ A. C20 ; B. C30 ; C. C35 ; D. C40 ; 预应力混凝土先张法构件中， 混凝土预压前第一批预应力损失 1应为（ A. 11 12 ; B. 11 12 13 ; C. 11 12 13 14 ; D. 11 12 13 14 15 ； 下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失 11 ( C )° A. 两次升温法； B. 采用超张拉； C. 增加台座长度； D. 采用两端张拉； )° B C 3. 2. ( C 1 .《混凝土结构设计规范》规定, （ 预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于 4. 对于钢筋应力松弛引起的预应力的损失，下面说法错误的是： A. B. C. D. 应力松弛与时间有关系； 应力松弛与钢筋品种有关系； 应力松弛与张拉控制应力的大小有关，张拉控制应力越大，松弛越小; 进 行超张拉可以减少，应力松弛引起的预应力损失； A. 不出现拉应力； B. 允许出现拉应力； C. 不出现压应力； D. 允许出现压应力； 7.《混凝土结构设计规范》规定, 当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋做预应力钢筋时, D 混凝土强度等级不应低于（
10 ?先张法预应力混凝土构件，预应力总损失值不应小于（ 9 11 ?后张法预应力混凝土构件，预应力总损失值不应小于（ 80N/mm ） 12. 预应力轴心受拉构件， 加载至混凝 土预应力被抵消时, （ A ）。 A . PC A ； B . PC A 0 ； C . PC A n ； D . PC A n ； 10.2判断题 1 ?在浇灌混凝土之前张拉钢筋的方法称为先张法。 （ v ） 2.预应力混凝土结构可以避免构件裂缝的过早出现。 （ V ） A. C20 ; B. C30 ; C. C35 ; D. C40 ; &《规范》规定， 应小于( B 预应力钢筋的张拉控制应力不宜超过规定的张拉控制应力限值 ）° A . 0.3f Ptk ； B . 0.4 f ptk ； C . 0.5 f ptk ； D . 0.6 f ptk ； 9.预应力混凝土后张法构件中， 混凝土预压前第一批预应力损失 l 应为（ A. 11 l2 ; B. 11 l2 l3 ； C. 11 l2 l3 l4 ; D. 11 l2 l3 l4 l5 ； ，且不 2 100N /mm )。 此时外荷载产生的轴向力为
预应力混凝土构件 1．钢筋混凝土结构在使用中存在哪两个问题？预应力混凝土的概念如何？ 答：钢筋混凝土结构在使用中存在两个问题：一是带裂缝工作，裂缝的存在降低了构件的刚度，而裂缝的开展又使处于高湿度或侵蚀性环境中的构件耐久性有所降低；二是很难合理利用高强度材料。为满足变形和裂缝控制的要求，需要增大构件的截面尺寸和用钢量，这将导致自重过大，使钢筋混凝土结构用于大跨度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济。 预应力混凝土是采用预先加压的方法间接提高混凝土的抗拉强度，克服了混凝土容易开裂的缺点，可延缓混凝土构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度，并取得节约钢筋，减轻自重的效果。 2．按照张拉钢筋与浇捣混凝土的先后顺序，施加预应力的方法可分为哪两种？ 答：按照张拉钢筋与浇捣混凝土的先后顺序，施加预应力的方法可分为：先张法、后张法两种。 3．先张法施工的具体过程包括哪几个主要环节？先张法构件中的预应力是如何传递的？什么是先张法？先张法施工有何特点和适用？ 答：先张法施工的具体过程是：（1）张拉：先在台座上按设计规定的拉力用张拉机械或电热张拉钢筋，（2）固定：用夹具将其临时固定在台座上或模板上，（3）浇注：然后浇筑混凝土，（4）放松：待混凝土达到一定强度（一般不低于设计强度的75%）后，把张拉的钢筋放松，钢筋回缩时产生的回缩力，通过钢筋与混凝土之间的粘结作用传递给混凝土，使混凝土获得了预压应力。 先张法构件中的预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递的。 这种先张拉钢筋、后浇灌混凝土的方法称为先张法。 先张法施工的特点和适用：先张法施工工艺简单，可以大批量生产预应力混凝土构件，同时，先张法不用工作锚具，可重复利用模板，迅速施加预应力，节省大量价格昂贵的锚具及金属附件，是一种非常经济的施加预应力方法，适合工厂化成批生产中、小型预应力构件。但是，先张法生产所用的台座及张拉设备一次性投资费用较大，而且台座一般只能固定在一处，不够灵活。 4．后张法施工的主要工序包括哪几个环节？后张法构件中的预应力是如何传递的？什么是后张法？后张法施工有何特点和适用？ 答：后张法施工的主要工序是：（1）浇注：先浇筑混凝土，在构件中配置预应力钢筋的部位上预留孔道，（2）穿筋：等混凝土达到一定强度（不低于设计强度的75%）后，将钢筋穿过预留孔道，（3）张拉锚固：以构件本身作为支承张拉钢筋，同时混凝土被压缩并获得预压应力。当预应力钢筋达到设计拉力后，用锚具将其锚固在构件两端，保持钢筋和混凝土内的应力。（4）灌浆：最后，用高压泵在预留孔内压注水泥浆，保护预应力钢筋不被锈蚀，并与混凝土结为整体；也可不灌浆，完全通过锚具传递预压力，形成无粘结的预应力构件。 后张法构件是依靠锚具来传递和保持预加应力的。对混凝土构件施加预压力的途径不同，是先张法和后张法的本质差别所在。 后张法是先浇筑混凝土，待混凝土结硬并达到一定的强度后，再在构件上张拉钢筋的方法。 后张法施工的特点和适用：后张法不需要台座，所以构件可在工厂预制，也可现场施工，应用比较灵活。但是，后张法构件只能单一逐个地施加预应力，工序较多，操作也较麻烦，而且，后张法的锚具耗钢量大，锚具加工要求的精度较高，成本较贵。因此，后张法适用于运输不便的大、中型构件。 5．电热张拉法施加预应力的原理是什么？电热张拉法有何特点？电热张拉法有何应用？
第7章预应力混凝土工程试题及答案 一、选择题 1.预应力混凝土梁是在构件的_B_预先施加压应力而成。 A.受压区 B.受拉区 C.中心线处 D.中性轴处 2.先张法适用的构件为C_。 A.小型构件 B.中型构件 C.中、小型构件 D.大型 构件 3.后张法施工较先张法的优点是A_ A. 不需要台座、不受地点限制 B. 工序少 C.工艺简单 D. 锚具可重复利用 4.无粘结预应力混凝土构件中，外荷载引起的预应力束的变化全部由A_承担。 A.锚具 B.夹具 C.千斤顶 D.台座 5.有粘结预应力混凝土的施工流程是：（C ） A.孔道灌浆-张拉钢筋-浇筑混凝土 B. 张拉钢筋-浇 筑混凝土-孔道灌浆
C.浇筑混凝土-张拉钢筋-孔道灌浆 D. 浇筑混凝土- T 102%O(T con T 103%CXT con
T 102%O(T con T 103%CXT con A.台面 B.台墩 C.钢横梁 D.都是 10. 无粘结预应力钢筋的张拉程序通常是：（B ） 孔道灌浆T 张拉钢筋 6. 曲线铺设的预应力筋应_D A. 一端张拉 B. C. 一端张拉后另一端补强 7. 无粘结预应力筋应B_铺设 A. 在非预应力筋安装前 后 C.与非预应力筋安装同时 8. 先张法预应力混凝土构件是利用 A.通过钢筋热胀冷缩 C.通过端部锚具 的粘结力 两端分别张拉 D.两端同时张拉 B. 在非预应力筋安装完成 D. 按照标高位置从上向下 D 使混凝土建立预应力的。 B. 张拉钢筋 D. 混凝土与预应力
—105%r con con —104%(T con 11.当预应力钢筋为热处理钢筋、冷拉W级钢筋、钢绞线时，不得用C 切割。 A.闪光对焊 B.电渣压力焊 C.电弧焊 D.电阻电焊 12.后张法中，对预埋管成形孔道，曲线预应力筋和长度大于的直线预应力 筋，应在两端张拉。 A. 20m B. 24m C. 30m D. 40m 13.二次升温养护是为了减少 d 引起的预应力损失。 A.混凝土的收缩 B.混凝土的徐变 C.钢筋的松弛 D. 温差 14.曲线孔道灌浆施工时。灌满浆的标志是：_D_ A.自高点灌入，低处流出浆 B. 自高点灌入，低处流出浆持续1min C.自最低点灌入，高点流 出浆与气泡 D.自最低点灌入， 高点流出浆
弹性力学在土木工程中的应用 摘要：弹性力学也称弹性理论，主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产的应力、弹性力学，应变和位移，从而解决结构或设计中所提生出的强度和刚度问题。在土木工程方面，建筑物能够通过有效的弹性可以抵消部分晃动，从而减少在地震中房屋倒塌的现象；对于水坝结构来说，弹性变化同样具有曲线性，适合不断变化的水坝内部的压力，还有大型跨顶建筑、斜拉桥等等。弹性力学在土木工程中还有一些重要应用实例，如：地基应力与沉降计算原理、混凝土板的计算方法、混凝土材料受拉劈裂试验的力学原理、混凝土结构温度裂缝分析、工程应变分析、结构中的剪力滞后问题等。 关键词：弹性力学、力学、弹性变形、有限元法、强度、土木工程
正文： 弹性力学也称弹性理论，主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上，弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件；结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构，即所谓杆件系统；而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。 弹性力学弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。弹性力学所依据的基本规律有三个：变形连续规律、应力-应变关系和运动(或平衡)规律，它们有时被称为弹性力学三大基本规律。弹性力学中许多定理、公式和结论等，都可以从三大基本规律推导出来。连续变形规律是指弹性力学在考虑物体的变形时，只考虑经过连续变形后仍为连续的物体，如果物体中本来就有裂纹，则只考虑裂纹不扩展的情况。 对于物体弹性变形，变形的机理，应从材料内部原子间里的作用来分析。实际上，固体材料之所以能保持其内部结构的稳定性是由于组成该固体材料（如金属）的原子间存在着相互平衡的力，吸力使原子间密切联系在一起，而短程排斥力则使各原子间保持一定的距离在正常情况下，这两种力保持平衡，原子间的相对位置处于规则排列的稳定状态。受外力作用时，这种平衡被打破，为了恢复平衡，原子便需产生移动和调整，使得吸力、斥力和外力之间取得平衡。因此，如果知道了原子之间的力相互之间的定律，原则上就能算出晶体在一定弹性力作用下的反应。实际上，固体结构的内部是多样的、复杂的。例如：夹杂、微孔、晶
1、钢筋混凝土受拉与受弯等构件，由于混凝土抗拉强度及极限拉应变值都很低，所以在使用荷载作用下，通常是带裂缝工作的。为了满足变形和裂缝控制的要求，则需增大构件的截面尺寸和用钢量，这将导致自重过大。如果采用高强度钢筋，在使用荷载作用下，承载力可以满足要求，但此时的裂缝宽度将很大，无法满足使用要求。因而，钢筋混凝土结构中采用高强度钢筋是不能充分发挥其作用的。而提高混凝土强度等级对提高构件的抗裂性能和控制裂缝宽度的作用也不大。 2、为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，可以设法在结构构件受荷载作用前，使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而使结构构件的拉应力不大，甚至处于受压状态。由此，预应力混凝土构件可延缓混凝土构件的开裂，提高构件的抗裂度和刚度，并取得节约钢筋，减轻自重的效果，克服了钢筋混凝土的主要缺点。 3、预应力混凝土结构优缺点： 优点：1）提高构件的抗裂度，改善了构件的受力性能。因此适用于对裂缝要求严格的结构；2）由于采用了高强度混凝土和钢筋，从而节省材料和减轻结构自重，因此适用于跨度大或承受重型荷载的构件；3）提高了构件的刚度，减少构件的变型，因此适用于对构件的刚度和变形控制较高的结构构件；4）提高了结构或构件的耐久性、耐疲劳性和抗震能力。 缺点：①构造、施工和计算较复杂②延性较差 4、预应力混凝土根据裂缝控制等级可以分为全预应力混凝土、极值预应力混凝土、部分预应力混凝土。 5、先张法预应力混凝土构件，预应力是靠钢筋与混凝土之间的粘结力来传递的；后张法中，预应力是依靠钢筋端部的锚具来传递的。 6、夹具和锚具是在制作预应力构件时锚固预应力钢筋的工具。一般认为，当预应力构件制成后能够取下重复使用的称夹具，留在构件上不再取下的称锚具。 7、建筑工程中常用的锚具：螺丝端杆锚具；锥形锚具；墩头锚具；夹具式锚具。 8、我国目前用于预应力混凝土构件中的预应力钢材主要有钢绞线、钢丝、热处理钢筋三大类。 9、什么是张拉控制应力？为何不能取得太高，也不能取得太低？为何先张法的张拉控制应力略高于后张法？ 答：（1）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。其值为张拉设备所指示的总张拉力除以预应力钢筋截面面积而得的应力值，以σcon表示。
第10章 预应力混凝土构件 10.1选择题 1．《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（ B ）。 A. C20 ； B. C30 ； C. C35 ； D. C40 ； 2．预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ C ）。 A. 21l l σσ+； B. 321l l l σσσ++ ； C. 4321l l l l σσσσ+++ ； D. 54321l l l l l σσσσσ++++； 3．下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ（ C ）。 A. 两次升温法； B. 采用超张拉； C. 增加台座长度； D. 采用两端张拉； 4．对于钢筋应力松弛引起的预应力的损失，下面说法错误的是：（ C ）。 A. 应力松弛与时间有关系； B. 应力松弛与钢筋品种有关系； C. 应力松弛与张拉控制应力的大小有关，张拉控制应力越大，松弛越小； D. 进行超张拉可以减少，应力松弛引起的预应力损失； 5．其他条件相同时，预应力混凝土构件的延性比普通混凝土构件的延性（ C ）。 A. 相同； B. 大些； C. 小些； D. 大很多； 6．全预应力混凝土构件在使用条件下，构件截面混凝土（ A ）。 A. 不出现拉应力； B. 允许出现拉应力； C. 不出现压应力； D. 允许出现压应力； 7．《混凝土结构设计规范》规定，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋做预应力钢筋时，混凝土强度等级不应低于（ D ）。
A. C20 ； B. C30 ； C. C35 ； D. C40 ； 8．《规范》规定，预应力钢筋的张拉控制应力不宜超过规定的张拉控制应力限值，且不应小于（ B ）。 A ．ptk f 3.0； B ．ptk f 4.0； C ．ptk f 5.0； D ．ptk f 6.0； 9．预应力混凝土后张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ A ）。 A. 21l l σσ+； B. 321l l l σσσ++ ； C. 4321l l l l σσσσ+++ ； D. 54321l l l l l σσσσσ++++； 10．先张法预应力混凝土构件，预应力总损失值不应小于（ B ）。 A ．2 /80mm N ； B ．2/100mm N ； C ．2/90mm N ； D ．2/110mm N ； 11．后张法预应力混凝土构件，预应力总损失值不应小于（ A ）。 A ．2/80mm N ； B ．2/100mm N ； C ．2/90mm N ； D ．2/110mm N ； 12．预应力轴心受拉构件，加载至混凝土预应力被抵消时，此时外荷载产生的轴向力为（ A ）。