什么是预应力混凝土 预应力混凝土结构介绍

　　预应力混凝土 Prestressed Concrete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，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，通过施加外力，使得构件产生的拉应力减小，甚至处于压应力状态下的混凝土构件。

　　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(FPC，fully prestressed concrete)

　　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(PPC，partially prestressed concrete)

　　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。

　　预应力混凝土优缺点

　　优点

　　1、抗裂性好，刚度大。由于对构件施加预应力，大大推迟了裂缝的出现，在使用荷载作用下，构件可不出现裂缝，或使裂缝推迟出现，所以提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性。

　　2、节省材料，减小自重。其结构由于必须采用高强度材料，因此可减少钢筋用量和构件截面尺寸，节省钢材和混凝土，降低结构自重，对大跨度和重荷载结构有着明显的优越性。

　　3、可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力。预应力梁混凝土梁的曲线钢筋(束)可以使梁中支座附近的竖向剪力减小;又由于混凝土截面上预应力的存在，使荷载作用下的主拉应力也就减小。这利于减小梁的腹板厚度，使预应力混凝土梁的自重可以进一步减小。

　　4、提高受压构件的稳定性。当受压构件长细比较大时，在受到一定的压力后便容易被压弯，以致丧失稳定而破坏。如果对钢筋混凝土柱施加预应力，使纵向受力钢筋张拉得很紧，不但预应力钢筋本身不容易压弯，而且可以帮助周围的混凝土提高抵抗压弯的能力。

　　5、提高构件的耐疲劳性能。因为具有强大预应力的钢筋，在使用阶段因加荷或卸荷所引起的应力变化幅度相对较小，故此可提高抗疲劳强度，这对承受动荷载的结构来说是很有利的。

　　缺点

　　1、工艺较复杂，对质量要求高，因而需要配备一支技术较熟练的专业队伍 。

　　2、需要有一定的专门设备，如张拉机具、灌浆设备等。先张法需要有张拉台座;后张法还要耗用数量较多、质量可靠的锚具等。

　　3、预应力混凝土结构的开工费用较大，对构件数量少的工程成本较高。

　　4、预应力反拱度不易控制。它随混凝土徐变的增加而增大，造成桥面不平顺。

　　预应力混凝土结构

　　为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强材，人们在长期的生产实践中创造了预应力混凝土结构。所谓预应力混凝土结构，是在结构构件受外力荷载作用前，先人为地对它施加压力，由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。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。

　　预应力混凝土虽然只有几十年的历史，然而人们对预应力原理的应用却由来已久。如工匠运用预应力的原理来制作木桶：木桶通过套竹箍紧，水对桶壁产生的环向拉应力不超过环向预压应力，则桶壁木板之间将始终保持受压的紧密状态，木桶就不会开裂和漏水。 建筑工地用砖钳装卸砖块，被钳住得一叠水平砖不会提落。旋紧自行车轮的钢丝，使车轮受压力后而钢丝不折。

　　预应力筋种类：预应力筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。 按性质划分，预应力筋包括金属预应力筋和非金属预应力筋两类。常用的金属预应力筋可分为钢丝、钢绞线和热处理钢筋。非金属预应力筋主要指纤维增强塑料预应力筋。

　　常用的预应力筋：钢丝冷拔低碳钢丝，直径：3～5mm;碳素钢丝，直径：3～8mm;钢绞线：由7根碳素钢丝缠绕而成;热处理钢筋：直径：6～10mm热轧螺纹钢筋，直径：25，32mm。

　　预应力筋的特性：应力-应变曲线和应力松弛。一、应力-应变曲线;二、应力松弛。1、概念：钢筋受到一定的张拉力后，在长度保持不变的条件下，钢筋的应力随着时间的增长而降低的现象，起压力激昂的值就是应力松弛损失。2、应力松弛的特点：初期发展快。钢丝和钢绞线的应力松弛率大于热处理钢筋和精轧螺纹钢筋。初应力大，松弛损失也大。松弛损失率随温度的升高急剧增加。

　　预应力筋的检验：

　　一、钢丝的检验：

　　1、外观检查;

　　2、力学性能试验

　　二、钢绞线的检验：

　　1、成批验收

　　2、屈服强度和松弛试验

　　3、外观检查和力学性能检验

　　三、热处理钢筋的检验：

　　1、外观检查;

　　2、拉伸试验。