第一章 绪 论
第一节 预应力混凝土结构的基本概念
现代混凝土结构工程发展的总趋势,是通过不断改进设计、施工方法和采用高强、高性能
的轻质材料建造更为经济合理的结构。高强、高性能轻质材料的发展,对加筋混凝土结构来说
尤为重要。然而,混凝土是一种抗压强度高、抗拉强度低的结构材料,它的抗拉强度不仅很低,
只有抗压强度的1/10-1/15,而且还很不可靠;它的抗拉变形能力也很小,脆性破坏没有明显
预兆。钢筋混凝土结构利用钢筋来承受混凝土的拉应力,如果假设不允许混凝土开裂,则钢筋
的拉应力只能达到20~30MPa左右;而将裂缝宽度限制在容许的0.2~0.25mm范围,钢筋的
拉应力也只能达到约150~250MPa。
钢筋混凝土虽然改善了混凝士抗拉强度过低的缺点,但仍存在两个不能解决的问题:一是
在带裂缝工作状态下,裂缝的存在不仅造成受拉区混凝土材料不能充分利用、结构刚度下降和
自重比例上升,而且限制了它的使用范围;二是从保证结构耐久性的要求出发,必须限制混凝
土裂缝开展的宽度,这就使高强度钢筋无法在钢筋混凝土结构中充分发挥其作用,相应也不可
能使高强混凝土的作用发挥出来。因此,当荷载或跨度增加时,钢筋混凝土结构只有靠增加构
件的截面尺寸或增加钢筋用量的方法来控制裂缝和变形。显然,这种做法既不经济又必然增
加结构的自重,因而使钢筋混凝土结构的使用范围受到很大限制。为了使钢筋混凝土结构能
得到进一步发展,就必须解决混凝土抗拉性能弱这一缺陷。预应力混凝土结构就是为克服钢
筋混凝土结构的缺点,经人们长期实践而创造出来的一种具有广泛发展潜力、性能优良的结
构。
一、预应力的概念
预应力是预加应力的简称。这一名字出现的历史虽不很长,但预应力的思想是古老的,其
基本原理在几世纪以前就已被聪明的祖先所运用。
木桶是预加压应力抵抗拉应力的一个典型的例子。采用藤、竹或铁箍的木桶,当箍套紧时
便对桶壁产生环向的压应力,如施加的环向压应力超过水压力引起的拉应力,木桶就不会开裂
和漏水。现代预应力混凝上圆形水池的原理与上述套箍木桶是一样的,所以套箍木桶实质上
是一种预应力木结构。
木锯是利用预拉应力抵抗压应力的一个典型的例子。采用线绳绞拧而拉紧的木锯给锯条
施加了一个拉应力,使其挺直而能承受锯木来回运动中受到重复变化的拉、压力,避免抗弯能
力很低的锯条受压失稳、弯折破坏。
现实生活和工作中利用预应力原理的例子也很多,如拧紧的螺丝、钢丝收紧的自行车车轮
的钢圈,以及为稳定烟囱、电线杆、桅杆的拉索等等。
上述例子和许多实践都表明,既可以用预压应力来抵抗结构承受的拉应力或弯矩,又可用

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