预应力混凝土结构是在荷载作用之前对构件施加压力 ， 是在荷载作用时的截面受拉区预先存在的压应力的混凝土 结构。由于截面预加了压应力 ，可以完全或音盼 地抵消因荷 载而产生的拉应力 ，混凝土就能不再出现裂缝或至少推迟裂 缝的出现。因此 ，预应力混凝土结构可显著地提高构件的抗 裂性和截面刚度。同时，也使得高强度钢筋及高强度混凝土 得以应用 ，极大地提高了构件的承载能力。 普通钢筋混凝土构件 的抗拉极限应变值只有 0．I～ 0．15mm，如果要使混凝土不开裂 ，则受拉钢筋 的应力 只达到 2O 30N／mm 。允许出现裂缝的构件，由于受裂缝宽度的限 制。钢筋应力也只能达到 150～250N／mm 。因此，虽然高强 钢材不断发展 ，但在普通钢筋混凝土构件中去不能充分发挥 其作用。预应力混凝土是解决这一矛盾的有效方法。即在 构件受拉区预先施加压力产生预压应力，当构件在荷载作用 下产生拉应力时，首先要抵消预应力 ，然后随着荷载的 不断增加，受拉区混凝土才受拉开裂 ，从而推迟 了裂缝的出 现和制裂缝的开展 ，提高了构件的抗裂度和刚度。因此预应 力混凝土在建筑工程中得到了广泛的应用，其使用的范围和 数量是衡量一 个 国家建筑 技术 水平 的 重要 标志 之一 。近年 来，随着高强钢材进一步推广应用，预应力施工工艺的简化 和完善 ，更推动着预应力混凝土发展。 2 预应力混凝土的施工工艺 预应力混凝土的施工工艺有：先张法、后张法(包括无黏 结后张法)、电热法等。先张法和后张法采用机械张拉，是最 常用的两种施加预应力的方法。电热法是利用钢筋热胀冷 缩原理来张拉预应力筋，主要用于曲线预应力筋的张拉。 预应力混凝土结构的钢筋有非预应力钢筋和预应力钢筋之 分。非预应力筋可采用 I级、II级、III级热轧钢筋和乙级冷拔低 碳钢丝；预应力钢筋有：甲级冷拔低碳钢丝、冷拉 II～Ⅳ级钢筋、 炭素钢丝、钢绞线、热处理钢筋及精轧螺纹钢筋等。 预应力混凝土结构的混凝土强度等级 ≥C30，当采用碳 素钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力钢筋时，混凝土强度等 级 ≥C40。 在构件上施加 预应力 的办法多种 多样 ，最常 用的是 用机 械张拉预应力钢筋，并将此钢筋锚定在混凝土构件上 ，当被 张拉伸长的钢筋弹性回缩时，就通过锚具(或黏结力)使混凝 土产生预压应力 。按 张拉的工艺不 同 ，可 分为先 张法与 后张 法两大类 。 3 预应力混凝土构件的特点 预应力混凝土真有比较突出的优点，预应力混凝土大量 用于制造大型屋面板、多孔楼板、屋架 、吊车梁、大跨度楼层 主梁、桥梁、水塔、贮液罐、压力管道 、冷却塔、轨枕、飞机跑 道 、桩 、电杆等结构 。也可用 来建筑 挡水坝 、隧洞 衬砌 、码头 、 闸墩、渡槽和涵管等水工建筑物。 在预应力混凝土中，一般采用高强度钢筋或钢丝。常用 的有冷拉的热轧钢筋、冷拔低碳钢丝、高强碳素钢等。在后 张法构件中，常采用由高强钢丝平行组成的钢丝束或绞扭成 的钢 绞线。在 应力 力 构件 中，混 凝 土 的强 度 等级 一般 I>30N／mm ；当 采 用 高 强 钢 丝 和 热 处 理 钢 筋 时，应 I>40N／mm 。某 些 工 程 中，混 凝 土 强 度 已 达 到 80 — 100N／mm 。张拉预应力钢筋 时，需采用专用 的锚具 与夹具 ， 它们的类型众多，应根据具体条件选用。 4 预应力损失与全预应力混凝土 张拉钢筋建立起的预应力，会随着锚具变形、混凝土徐 变、收缩、钢丝松弛等原因而逐步降低，称为预应力损失。设 法减少损 失是 预应 力混 凝土研究中的重要课 题 。 在预应力混凝土发展的初期 ，其设计准则是：在全部最 不利荷载作用下 ，混凝土永远处于受 压状态 而不允许 出现拉 应力 ，称为全预应力混凝土。全预应力混凝土抗裂性极好， 但高强钢筋需用量较多；当预压区混凝土建立的预压应力大 于永久荷载所产生的拉应力时，所引起的反拱 (构件反向变 形)，将因混凝土的徐变而持续发展，影响正常使用。实践表 明，全预应力在许多场合并无必要，这就提出了部分预应力 混凝土的概念。部分预应力混凝土允许在荷载最不利组合 下，面出现拉应力(或允许出现微细裂缝)。但要求在经常出 现的永久荷载作用下，不出现拉应力(或裂缝能闭合)。由于 部分预应力构件可用一部分中强度的非预应力钢筋代替高 强钢筋 ，经济指标较好，又可减少过大的反拱，加上延性较 好，有利于抗震，因而工程应用日益增多。 参考 文献 ： [1] 卢循 ．建筑 施工 技术 (上 册 )[M]．北京 ：中 国建 筑工 业 出版 社 ，1991． [2] 崔宗培 ，徐乾清，吴 以鳌 ，等 ．中国水利百科全书[M]．北京 ：水 利 电力出版社 ，1990．

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