习题

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8.1 一预应力混凝土轴心受拉构件,长24m,混凝土为C40,预应力筋采用螺旋肋钢丝10φH9,截面尺寸如图8.31 所示,A=40000mm2。采用先张法张拉预应力筋,台座长50m,一端张拉,预应力筋端头镦粗并加2 块垫板固定预应力筋。养护时台座与预应力筋之间温差△t=20℃。放张时混凝土强度为设计强度的80%。求预应力总损失值以及各项预应力损失占总损失的百分率?

8.2 按习题8.1 条件,当永久荷载标准值产生的轴向拉力为350kN,可变荷载标准值产生的轴向拉力为100kN (准永久系数φq=0.5),裂缝控制等级为二级,结构重要系数γ0=1.1 时,验算该拉杆的承载力和抗裂性是否满足?

8.3 图8.32 所示0.9m×3.4m八孔板,l0=3.3m,γ0=1.0,按荷载效应标准组合和准永久组合的弯矩设计值分别为Mk=5700N·m、Mq=4000N·m。采用C35 等级混凝土,直径5mm冷拔低碳钢丝,台座长l=100m,一次张拉,采用锥形锚具。台座与构件之间温差△t=20℃,达到100%混凝土设计强度时放张。

图示

图8.31

图示

图8.32

(1)进行钢丝用量计算并配筋。

(2)按一般要求不出现裂缝验算构件使用阶段的抗裂度。

(3)计算荷载效应标准组合和准永久组合下的反拱值。

(4)验算使用阶段的变形,图示

8.4 跨度为18m的后张法预应力屋架拉杆端部截面尺寸如图8.33 所示。混凝土为C40,张拉预应力筋时的混凝土强度等于设计强度。预应力筋采用刻痕钢丝7φl5。张拉控制应力σcon=0.75fptk,用OVM锚具进行锚固,锚具直径100mm,锚具下垫板厚20mm。端部配置φ8 焊接网片,如图8.33 所示尺寸,s=50mm,共4 片。验算端部局部承压是否满足?

图示

图8.33

8.5 9m 预应力混凝土Ⅰ形截面梁,截面尺寸如图8.34 所示。梁的计算跨度l0=8.65m,净跨度为8.35m,采用先张法100m长线台上张拉钢筋,养护温差△t=20℃,采用超张拉。预应力钢筋采用直径为5mm的刻痕钢丝,张拉控制应力σcon=σ′con=0.75fptk,箍筋用HRB335 级,混凝土为C40,当混凝土达到设计强度90%后,放松钢筋。均布永久荷载标准值gk=17kN/m,均布可变荷载标准值qk=14kN/m,准永久系数0.6。此梁处于室内环境的一般构件,裂缝控制等级为二级,允许挠度图示吊装时吊点位置设在距梁端1.8m处。要求计算:

(1)使用阶段的正截面受弯承载力。(https://www.daowen.com)

(2)使用阶段的抗裂验算。

(3)使用阶段的斜截面承载力计算。

(4)使用阶段的斜截面抗裂验算。

(5)使用阶段的挠度验算。

(6)施工阶段的截面应力验算。

图示

图8.34

【注释】

[1]预应力度λ定义为:当为受弯构件时,λ=M0/M;当为轴心受拉构件时,λ=N 0/N。M0——消压弯矩,即使构件控制截面受拉边缘应力抵消到零时的弯矩;M——使用荷载 (不包括预加力)短期组合作用下控制截面的弯矩;N0——消压轴向力,即使构件截面应力抵消到零时的轴向力;N——使用荷载 (不包括预加力)短期组合作用下截面上的轴向拉力。

[2]部分预应力混凝土包括限值预应力混凝土 [即当使用荷载作用下根据荷载效应组合情况,不同程度地保证混凝土不开裂的构件。大致相当于 《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)中裂缝控制等级为二级,即一般要求不出现裂缝的构件]。

[3]消除应力钢丝:钢丝经冷拔后,存在较大的内应力,一般都需要采用低温回火处理来消除内应力。经这样处理的钢丝称为消除应力钢丝,其比例极限、条件屈服强度和弹性模量均比消除应力前有所提高,塑性也有所改善。

[4]锚具变形损失只需考虑张拉端,因为固定端锚具在张拉过程中已被挤紧,不会引起预应力损失。

[5]两端同时张拉可减少σl2的损失,但由于增加了张拉端,故会引起σl1的增加。

[6]当需要考虑与时间相关的混凝土收缩、徐变及钢筋应力松弛预应力损失值的重要结构构件时,可按 《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)附录E “与时间相关的预应力损失”进行计算。

[7]此项损失只存在于后张法中。

[8]先张法预应力混凝土构件的预压应力是靠构件两端一定距离内钢筋和混凝土之间的黏结力来传递的,该距离即称为传递长度。