预应力混凝土结构

预应力混凝土结构在现代建筑领域中，预应力混凝土结构是一种被广泛应用且具有重要地位的结构形式。

它以其独特的性能和优势，为各种大型、复杂的建筑和基础设施项目提供了可靠的支撑和保障。

那么，什么是预应力混凝土结构呢？简单来说，预应力混凝土结构就是在混凝土构件承受使用荷载之前，预先对其施加压力，从而在构件内部产生一定的预压应力。

这样，在后续承受外荷载时，混凝土能够更好地发挥其抗压性能，提高构件的承载能力和抗裂性能。

预应力混凝土结构的优点众多。

首先，它能够显著提高结构的承载能力。

通过施加预应力，可以使混凝土在承受荷载时更加有效地工作，从而能够承受更大的重量和压力。

这对于建造大型桥梁、高层建筑等需要承受巨大荷载的结构来说，是至关重要的。

其次，预应力混凝土结构具有良好的抗裂性能。

由于在构件内部预先存在压应力，当外荷载产生的拉应力小于预压应力时，混凝土就不会开裂。

这不仅能够延长结构的使用寿命，还能提高结构的耐久性和安全性。

比如，在一些经常受到动荷载作用的桥梁结构中，预应力的应用可以有效地减少裂缝的产生和扩展，保证桥梁的正常运行。

再者，预应力混凝土结构可以减小构件的截面尺寸，从而节省材料和降低造价。

由于预应力的作用，构件能够在较小的截面尺寸下承受相同的荷载，这意味着可以减少混凝土和钢筋的用量，降低建筑成本。

预应力混凝土结构的施工方法主要有先张法和后张法两种。

先张法是在台座上先张拉预应力钢筋，然后浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后，放松预应力钢筋，使钢筋的回缩力通过钢筋与混凝土之间的粘结力传递给混凝土，从而在混凝土中产生预压应力。

这种方法通常适用于生产预制构件，如预应力空心板、预应力梁等。

后张法则是先浇筑混凝土构件，在构件中预留孔道，待混凝土达到规定强度后，将预应力钢筋穿入孔道，然后在构件两端进行张拉，并利用锚具将预应力钢筋锚固在构件上，最后进行孔道灌浆。

后张法适用于现场施工的大型构件，如桥梁的箱梁、T 梁等。

在设计预应力混凝土结构时，需要考虑众多因素。

10.2.2 预应力混凝土的材料
（1）预应力混凝土结构对钢筋的要求 ） ①高强度 预应力混凝土构件在制作和使用过程中， 高强度 由于种种原因，会出现各种预应力损失，为了在扣除预 应力损失后，仍然能使混凝土建立起较高的预应力值， 需采用较高的张拉应力，因此预应力钢筋必须采用高强 钢筋（丝）； ②具有一定的塑性 为防止发生脆性破坏，要求预应 具有一定的塑性 方钢筋在拉断时，具有一定的伸长率； ③良好的加工性能 即要求钢筋有良好的可焊性，以 良好的加工性能 及钢筋“镦粗”后并不影响原来的物理性能； ④与混凝土之间有较好的黏结强度 有较好的黏结强度、先张法构件的 有较好的黏结强度 预应力传递是靠钢筋和混凝土之间的黏结力完成的，因 此需要有足够的黏结强度。
缺点： 需要增设施加预应力的设备，制作技术要求 缺点：
较高，施工工序长。某些构件如大跨度结构，有时会 产生反拱，影响正常使用。
4、 预应力混凝土的分类 、
按照使用荷载下对截面拉应力控制要求的不同， 预应力混凝土结构构件可分为三种： ①全预应力混凝土 指在全部荷载组合下构件截面上均不允许出现拉 应力。大致相当于裂缝控制等级为一级的构件。 ②有限预应力混凝土 指在短期荷载作用下，容许混凝土承受不超过其抗 拉强度的拉应力值；但在长期荷载作用下，混凝土不得 受拉的要求设计。相当于裂缝控制等级为二级的构件。 ③部分预应力混凝土 部分预应力混凝土是按在使用荷载作用下，容许出 现裂缝，但最大裂宽不超过允许值的要求设计。相当于 裂缝控制等级为三级的构件。
σl3=2△t （N/mm2）
减少此项损失的措施有： ①采用二次升温养护。先在常温下养护至混凝土强 度等级达到C7.5～C10，再逐渐升温至规定的养护温度， 这时可认为钢筋与混凝土已结成整体，能够一起胀缩而 不引起预应力损失; ②在钢模上张拉预应力钢筋。由于钢模和构件一起 加热养护，升温时两者温度相同，可不考虑此项损失。

什么是预应力混凝土结构？
所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其值和分布，能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适的程度的混凝土。

这就是说，它是预先对混凝土或钢筋混凝土构件施加压应力，使之建立一种人为的应力状态，这种应力的大小和分布规律，能有利于抵消使用荷载作用下产生的拉应力，因而使混凝土构件在使用荷载作用下不致开裂，或推迟开裂，或者减小裂缝开展的宽度。

这种预先给混凝土引入内部应力的结构，就称为预应力混凝土结构。

由于预先给混凝土梁施加了预压力，使混凝土梁，在荷载作用下，其下边缘产生的拉应力完全被预压应力所抵消，因而可以避免混凝土出现裂缝，混凝土梁始终以全截面参加工作。

这就相当于改善了混凝土的抗拉性能，且可达到充分利用高强材料性能的目的。

上述概念就是预应力混凝土结构的基本原理。

在现代预应力混凝土结构中，通常把在使用荷载作用下，
沿预应力筋方向的正截面始终不出现拉应力的预应力混凝土，称为“全预应力混凝土”；把普通钢筋混凝土，称为“非预应力混凝土”；而把从钢筋混凝土到全预应力混凝土之间，预应力程度不同的整个区间的预应力混凝土，称为“部分预应力混凝土”。

钢筋混凝土构件——不预加应力的混凝土构件，λ = 0。
预应力混凝土结构的优缺点
预应力混凝土结构的主要优点
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，减少构件的变形，因此适用于对构件的刚 度和变形控制较高的结构构件；
④可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力；
⑤预应力可做为结构构件连接的手段，促进了桥梁结构新体系与施工方 法的发展。
预应力还可以提高结构的耐疲劳性能,这对承受动荷载的桥梁结 构来说是很有利的。
IV级：钢筋混凝土结构。
国内配筋混凝土结构的分类
根据国内工程习惯，我国对以钢材为配筋的配筋混凝土结构系 列，采用按其预应力度分成全预应力混凝土、部分预应力混凝土和 钢筋混凝土等三种结构的分类方法。
（1）预应力度的定义 《公路桥规》将受弯构件的预应力度（λ）定义为由预加应力 大小确定的消压弯矩M0与外荷载产生的弯矩Ms的比值，即
预应力混凝土构 件的预 到零时的弯矩
按作用（或荷载）短期 效应组合计算的弯矩值
（2）配筋混凝土构件的分类
全预应力混凝土构件——在作用（荷载）短期效应组合下控制的正 截面受拉边缘不允许出现拉应力（不得消压），即 λ≥1；
部分预应力混凝土构件——在作用（荷载）短期效应组合下控制的 正截面受拉边缘出现拉应力或出现不超过规定宽度的裂缝，即1＞ λ ＞0；
国内外配筋混凝土结构的分类
国外配筋混凝土结构的分类
I级：全预应力—在全部荷载最不利组合作用下，正截面上混凝 土不出现拉应力；
II级：有限预应力—在全部荷载最不利组合作用下，正截面上 混凝土允许出现拉应力，但不超过其抗拉强度（即不出现裂缝）；在 长期持续荷载作用下，混凝土不出现拉应力；

技术要求高
预应力结构需要精确的设计和施工控制，对技术和工人的要求较 高，否则可能会出现预应力损失、裂缝等问题。
成本较高
预应力混凝土结构需要特殊的材料和设备，因此相对于普通混凝土 结构，其成本较高。
维护与修复困难
预应力混凝土结构的维护和修复比较困难，需要专业的技术和设备。
预应力钢筋混凝土结构的未来发展
按使用功能分类
根据使用功能的不同，预应力钢筋混凝土结构可分为预应力 梁、板、柱、墙等多种形式，分别适用于不同的建筑结构和 工程需求。
02
预应力钢筋混凝土结构 的材料与特性
预应力钢筋
01
02
03
种类
高强钢丝、钢绞线、热处 理钢筋等。
特性
具有较高的抗拉强度和弹 性模量，能够承受较大的 预应力。
用途
作为预应力混凝土结构中 的主要受力元件，用于传 递和承载预应力。
等。
在交通工程中，预应力技术应用 于高速公路的桥梁、涵洞和隧道
等结构物。
在核电站、油罐、大型储液池等 领域，预应力Байду номын сангаас凝土结构也得到
了广泛应用。
05
预应力钢筋混凝土结构 的优缺点与未来发展
预应力钢筋混凝土结构的优点
高承载力
改善结构性能
预应力技术可以显著提高钢筋混凝土结构 的承载能力，使其能够承受更大的重量和 压力。
智能化制造
随着智能制造技术的发展，预应力钢筋混凝土结构的制造将更加精 确和高效。
新材料的应用
未来将有更多新型材料应用于预应力钢筋混凝土结构中，如碳纤维 复合材料、智能材料等，以提高结构的性能和耐久性。
数字化与智能化设计
借助数字化和智能化技术，可以更加精确地模拟和预测预应力结构的 性能，优化设计，提高结构的可靠性和安全性。

恳请各位老师批评指正！
部分预应力混凝土结构：这种结构中的部分混凝土构件承受预应力，其他构件则为普通混凝土构件
复合预应力混凝土结构：这种结构由两种或两种以上的预应力混凝土构件组成
Part 3
预应力混凝土结构的优点
预应力混凝土结构的优点
预应力混凝土结构的优点主要包括以下几点
提高承载能力：由于预应力钢筋对混凝土的拉伸作用，使得混凝土的承载能力得到提高。这种提高可以通过预先对钢筋进行拉伸计算得出，因此可以精确控制
设计灵活性：预应力混凝土结构的设计灵活性较大，可以根据实际需要进行灵活的设计和施工。例如，可以在结构的不同部位采用不同的预应力度和不同的材料等
Part 4
预应力混凝Leabharlann 结构的缺点预应力混凝土结构的缺点
然而，预应力混凝土结构也存在一些缺点，主要包括以下几点
施工难度大：预应力混凝土结构的施工需要使用高强度钢筋和特殊工艺，如张拉和锚固等，因此施工难度较大，需要专业的技术人员进行指导和操作
建造成本高：由于预应力混凝土结构的施工难度大，需要使用更多的高强度钢筋和特殊工艺，因此其建造成本相对较高
预应力混凝土结构的缺点
维护和修复困难：由于预应力混凝土结构的材料用量减少，使得结构的自重减轻，同时也降低了结构的刚度。因此，在结构出现损伤或裂缝时，维护和修复工作相对较为困难
对环境影响大：预应力混凝土结构的施工需要使用大量的水泥和砂石等材料，这些材料的生产和使用会对环境产生较大的影响。同时，在结构的拆除和废弃过程中也会产生大量的建筑垃圾
体育场馆
在体育场馆建设中，预应力混凝土结构被广泛应用于看台和舞台等部位。由于其具有高强度和延展性的特点，能够承受大量观众的载荷以及各种激烈运动的冲击作用
**

预应力混凝土结构的含义与特征
含义：
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。

特征：
与钢筋混凝土相比，预应力混凝土的优点：由于采用了高强度钢材和高强度混凝土，预应力混凝土构件具有抗裂能力强、抗渗性能好、刚度大、强度高、抗剪能力和抗疲劳性能好的特点，对节约钢材(可节约钢材40%～50%、混凝土20%～40%)、减小结构截面尺寸、降低结构自重、防止开裂和减少挠度都十分有效，可以使结构设计得更为经济、轻巧与美观。

预应力混凝土缺点：预应力混凝土构件的生产工艺比钢筋混凝土构件复杂，技术要求高，需要有专门的张拉设备、灌浆机械和生产台座等以及专业的技术操作人员；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。

※提高构件的抗剪承载力：施加纵向预应力可延缓斜裂缝的形成， 使受剪承载力得到提高。
※卸载后的结构变形或裂缝可得到恢复：由于预应力的作用，使 用活荷载移去后，裂缝会闭合，结构变形也会得到复位。
※提高构件的疲劳承载力：预应力可降低钢筋的疲劳应力比，增 加钢筋的疲劳强度。
※提高受压构件的稳定性。
◆预应力混凝土结构的缺点是：需要增设施加预应力的设备，制 作技术要求较高，施工周期较长。
第二节 预应力混凝土概述
九江大桥
九江大桥主跨 160m，是目前 国内跨度最大的 预应力砼连续梁 桥
一、预应力混凝土的概念
1、概述
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。因而对使用上不允许开裂的构件，不能充 分利用受拉钢筋的强度。为了要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，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。
有限或部分预应力混凝土介于全预应力混凝土和 钢筋混凝土之间，有很大的选择范围，设计者可根据 结构的功能要求和环境条件，选用不同的预应力值以 控制构件在使用条件下的变形和裂缝，并在破坏前具 有必要的延性，因而是当前预应力混凝土结构的一个 主要发展趋势。
二、 施加预应力的方法
施加预应力的方法分为两类——先张法和后张法
①全预应力混凝土
全预应力混全凝土是指在各种荷载组合下构件截面上均 不允许出现拉应力的预应力混凝土构件。大致相当于裂缝控 制等级为一级的构件。
②有限预应力混凝土
有限预应力混凝土是按在短期荷载作用下，容许混凝土 承受某一规定拉应力值，但在长期荷载作用下，混凝土不得 受拉的要求设计。相当于裂缝控制等级为二级的构件。

预应力混凝土总结1. 何谓预应力混凝土结构？为何施加预应力？依人为需要，施加某一数值和分布的压应力，用以部分或全部抵消外荷载产生应力的钢筋混凝土结构。

为了避免钢筋混凝土结构过早出现裂缝，并充分利用高强钢筋和高强混凝土的强度，采用预应力混凝土结构。

2. 预应力混凝土结构有哪些特点？预应力混凝土结构的主要优点：1 提高构件的抗裂能力延缓开裂，减小裂缝宽度，甚至避免开裂。

2 构件刚度增大，变形减小裂缝宽度小，甚至不开裂，构件的刚度大，挠度减小3 减小构件截面尺寸，减轻自重，节约材料混凝土有预应力，且使用高强钢筋和高强混凝土，可减轻自重，节约材料 4 扩大了混凝土结构的应用范围可用于防水，防渗，防腐蚀等要求的环境。

预应力混凝土结构的缺点：1 构造、施工和计算复杂，制作技术较高，施工周期较长；2 需要增设施加预应力的设备，投入增加，少量使用不经济；3 构件延性相对较差。

3. 施加预应力的方法有哪两种？两种方法的区别有哪些？先张法：在浇注混凝土之前，张拉预应力钢筋的方法。

后张法：在结硬后的砼构件上张拉预应力钢筋的方法。

4. 预应力混凝土的分类。

按预应力的施加方式分类先张法后张法按钢筋和混凝土之间是否有粘结作用分类有粘结预应力构件无粘结预应力构件按预应力施加的程度分类全预应力砼部分预应力砼5. 预应力混凝土结构中钢筋的种类有哪些？选用预应力钢筋的原则是什么？预应力钢筋的选用原则：⑴ 强度高；⑵ 与砼之间有良好的粘结性能；⑶ 良好的加工性能；⑷ 具有一定的塑性。

★ 预应力钢材的种类：⑴ 中强度预应力钢丝（光面、螺旋肋）⑶ 消除应力钢丝（光面、螺旋肋）⑵ 预应力螺纹钢筋（螺纹）⑷ 钢绞线由直径5~6mm的高强度钢丝捻成的。

分成1×3和1×7两种。

6. 《规范》对于预应力混凝土结构中混凝土强度的要求是什么？★ 预应力混凝土结构对混凝土的要求：⑴ 强度高。

① 承受的预应力高（局部受压）；② 砼与钢筋之间的粘结力高；③ 比较经济的截面；⑵ 收缩、徐变小。

预应力混凝土结构概述1. 引言预应力混凝土结构是一种先在混凝土构件中施加预先设定的预应力，再给混凝土承担荷载的结构形式。

它采用不同方式产生预应力，使混凝土结构具有更高的强度、刚度和耐久性，能够充分发挥混凝土的承载能力和抗裂性能。

本文将对预应力混凝土结构进行概述，包括其定义、分类、优点和应用领域等方面的内容。

2. 定义和分类2.1 定义预应力混凝土结构是指在混凝土构件中施加预先设定的预应力，使其在工作状态下不仅能够承受外界荷载，还能够充分利用混凝土本身的压缩性能，降低或抵消由于荷载引起的构件内部应力。

2.2 分类根据预应力的施加方式不同，预应力混凝土结构可分为以下几类： - 预应力混凝土梁：通过在梁的一侧或双侧施加预应力，增加混凝土梁的承载能力和抗弯刚度。

常见的预应力混凝土梁有预应力钢筋混凝土梁、预应力预制构件混凝土梁等。

- 预应力混凝土板：在板的一侧或双侧施加预应力，提高板的承载能力和抗弯刚度。

常见的预应力混凝土板有预应力钢束混凝土板、预应力预制构件混凝土板等。

- 预应力混凝土框架结构：通过在梁、柱和墙体等构件中施加预应力，提高整个框架结构的刚度和承载能力。

- 其他形式的预应力混凝土结构：如预应力混凝土管桩、预应力混凝土箱梁等。

3. 优点预应力混凝土结构相比于传统钢筋混凝土结构具有以下优点： - 更高的强度和刚度：预应力混凝土结构能够利用预应力来提高混凝土的强度和刚度，使其能够承受更大的荷载。

- 更好的抗裂性能：预应力混凝土中施加的预应力能够抵消由于荷载引起的混凝土收缩和温度变形，从而提高混凝土的抗裂性能。

- 更长的使用寿命：预应力混凝土结构能够减小混凝土中的应力和变形，延长其使用寿命。

- 更大的跨度和空间：预应力混凝土结构可以通过预应力的施加来实现较大的跨度和空间，适用于大跨度建筑和特殊结构的需求。

4. 应用领域由于预应力混凝土结构具有较高的强度和刚度，以及优异的抗裂性能和长寿命等特点，广泛应用于各个领域： - 桥梁工程：预应力混凝土结构能够满足大跨度桥梁的需求，提高桥梁的承载能力和抗震能力。

施工工艺：介绍预应力混凝土结构的施工工艺、技术要点、质量控制等
应用效果：介绍预应力混凝土结构在该厂房中的应用效果，如提高承载力、抗震性能展
预应力混凝土结构的新材料和新工艺
新型高强度钢材： 提高预应力混凝 土结构的承载能 力和耐久性
复合材料：提高 预应力混凝土结 构的抗腐蚀性和 耐久性
预应力混凝土 结构设计方法： 计算方法、设
计参数等
预应力混凝土 结构施工工艺： 预应力张拉、
锚固等
预应力混凝土 结构检测与维 护：检测方法、
维护措施等
某大型工业厂房的预应力混凝土结构应用
厂房概况：介绍厂房的规模、结构形式、功能等基本信息
预应力混凝土结构设计：介绍预应力混凝土结构的设计原则、方法、材料选择等
Part Four
预应力混凝土结构 的施工工艺
预应力筋的种类和特点
预应力筋的种类：钢绞线、钢丝束、 钢棒等
钢丝束的特点：强度高、韧性好、 耐腐蚀、抗疲劳
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钢绞线的特点：强度高、韧性好、 耐腐蚀、抗疲劳
钢棒的特点：强度高、韧性好、耐 腐蚀、抗疲劳
预应力筋的张拉方法
预应力筋的张拉方法包括先张法和后张法 先张法：在混凝土浇筑前张拉预应力筋，然后浇筑混凝土 后张法：在混凝土浇筑后张拉预应力筋，然后进行锚固 张拉工艺包括张拉、锚固、切割和放松等步骤 张拉过程中需要注意控制张拉力和张拉速度，以保证预应力筋的稳定性和可靠性
智能材料：实现 预应力混凝土结 构的自感知和自 适应控制
3D打印技术：提 高预应力混凝土 结构的施工效率 和精度
预应力混凝土结构的智能化和信息化技术应用
智能化技术：通过传感器、物联网等技术实现混凝土结构的实时监测和预警 信息化技术：利用大数据、云计算等技术对混凝土结构的性能进行预测和优化 智能材料：开发具有自感知、自修复等功能的新型混凝土材料 智能施工：采用机器人、3D打印等技术提高混凝土结构的施工效率和质量

2.14 预应力混凝土结构构件2.14.1 一般规定1. 预应力混凝土结构的计算和验算预应力混凝土结构构件，除应根据设计状况进行承载力计算及正常使用极限状态验算外，尚应对施工阶段进行验算。

2. 预应力作用效应预应力混凝土结构设计应计入预应力作用效应；对超静定结构，相应的次弯矩、次剪力及次轴力等应参与组合计算。

对承载能力极限状态，当预应力作用效应对结构有利时，预应力作用分项系数γp 应取1.0，不利时γp 应取1.2；对正常使用极限状态，预应力作用分项系数γp 应取1.0。

对参与组合的预应力作用效应项，当预应力作用效应对承载力有利时，结构重要性系数γ0应取1.0；当预应力作用效应对承载力不利时，结构重要性系数γ0应按2.1.3(待查)节(《混凝土结构设计规范》第3.3.2条)确定。

3. 预应力筋的张拉控制应力预应力筋的张拉控制应力σcon 应符合下列规定：(1) 消除应力钢丝、钢绞线ptk con f 75.0≤σ (2.14-1)(2) 中强度预应力钢丝ptk con f 70.0≤σ (2.14-2)(3) 预应力螺纹钢筋pyk con f 85.0≤σ (2.14-3) 式中 f ptk ——预应力筋极限强度标准值；f pyk ——预应力螺纹钢筋屈服强度标准值。

消除应力钢丝、钢绞线、中强度预应力钢丝的张拉控制应力值不应小于0.4 f ptk ；预应力螺纹钢筋的张拉应力控制值不宜小于0.5 f pyk 。

当符合下列情况之一时，上述张拉控制应力限值可相应提高0.05 f ptk 或0.05 f pyk ：(1) 要求提高构件在施工阶段的抗裂性能而在使用阶段受压区内设置的预应力筋；(2) 要求部分抵消由于应力松弛、摩擦、钢筋分批张拉以及预应力筋与张拉台座之间的温差等因素产生的预应力损失。

4. 施加预应力时所需的混凝土立方体抗压强度施加预应力时，所需的混凝土立方体抗压强度应经计算确定，但不宜低于设计的混凝土强度等级值的75%。

第五章 预应力混凝土结构第一节 预应力混凝土的基本原理 所谓预应力混凝土，指在混凝土结构承受外荷载前预先引入内部应力，并使其应力大小和分布能抵消使用荷载产生的应力至期望程度的混凝土。

现以图5-1所示的预应力混凝土简支梁为例，说明预应力混凝土结构的基本原理。

该梁在荷载作用之前，通过张拉高强度钢筋的方法，预先在梁的受拉区施加偏心压力p N ，使梁的下边缘产生预压应力1c σ，上边缘产生预拉应力1t σ（如图5-1（a ）），当荷载q （包括梁自重）作用时，在梁跨中截面下边缘将产生拉应力2t σ，梁上边缘产生压应力2c σ（如图5-1（b ））。

这样，在预压力p N 和荷载q 共同作用下，梁下边缘拉应力将减至12c t σσ-，梁上边缘一般为压应力，但也可能为有限的拉应力（如图5-1（c ））。

由此可见，由于预先给混凝土梁施加了预压力p N ，使混凝土梁在荷载q 作用下，其下边缘产生的拉应力被预压应力完全或大部分抵消，因而可以避免混凝土出现裂缝（或将裂缝宽度控制在容许范围之内），这就改善了钢筋混凝土梁的抗裂性能，并能充分发挥高强度材料的作用。

(拉)(压)σ(压)(拉)σσ(压或拉)σσ-(拉)σσ-σ图5-1 预应力的作用第二节 预加应力的方法与设备5.2.1 预加应力的方法常用的预加应力方法主要有先张法和后张法两类。

1、先张法即先张拉钢筋，后浇筑构件混凝土。

工序如图5-2所示。

先在台座上按设计规定的拉力张拉钢筋，并用锚具临时固定；再浇筑构件混凝土；待混凝土达到规定强度后，放松钢筋，混凝土构件借助钢筋的弹性恢复获得预压应力。

先张法预应力混凝土构件是通过预应力筋和混凝土之间的粘结力来保持和传递预应力。

先张法通常适用在长线台座 (50～200m)上成批生产直线预应力布筋的中小型构件，如屋面板、空心板梁、桩等。

先张法的主要优点是生产效率高、施工工艺简单、锚夹具可多次重复使用。

临时固定钢筋伸长台座固定端横梁张拉图5-2 先张法工序示意（a ）钢筋就位；（b ）张拉钢筋：（c ）临时固定钢筋，浇筑梁体混凝土并进行混凝土养护；（d ）放松钢筋，钢筋回缩，混凝土受预压而上拱。

案例三
某地铁站预应力混凝土楼板设计。该案例分析了地铁站楼板在承受重载和动载作用下的受 力特点，通过采用预应力混凝土技术，有效提高了楼板的承载能力和抗裂性能。
问题剖析与解决方案探讨
01
问题一
预应力筋张拉控制不精确。解决方案包括采用先进的张拉设备和精确的
测量技术，确保预应力筋的张拉力和伸长值满足设计要求。
优点与局限性
01
局限性
02
03
04
需要专业的设计和施工队伍， 技术难度较大；
对材料性能要求较高，需严格 控制材料质量；
在某些特定条件下（如高温、 腐蚀环境等），预应力效果可
能受到影响。
应用领域及前景
应用领域
预应力混凝土结构广泛应用于桥梁、高层建筑、大跨度公共建筑、海洋工程、 核电站等领域。
前景
随着科技的不断进步和新型材料的不断涌现，预应力混凝土结构的应用前景将 更加广阔。未来，预应力混凝土结构将继续向更高性能、更智能化、更环保的 方向发展，为现代建筑提供更多可能性。
《预应力混凝土结构 》全套课件
REPORTING
• 预应力混凝土结构概述 • 材料与性能 • 设计与施工方法 • 结构分析与计算 • 耐久性评估与维护管理 • 工程案例分析与讨论
目录
PART 01
预应力混凝土结构概述
REPORTING
定义与发展历程
定义
预应力混凝土结构是在混凝土结构中 引入预压应力，以改善结构性能的一 种结构形式。
施工流程与注意事项
施工准备
熟悉图纸、准备材料、检查设备 等。
钢筋加工与安装
按照图纸要求加工钢筋，并准确 安装到位。
模板制作与安装
根据结构形状和尺寸制作模板， 并安装到指定位置。

碳素 钢 丝， 直径 ： 3～ 8ｍ ｍ； 钢绞 线 ：由 7根 碳素 钢 丝缠 绕而 成 ；热 处理 钢 筋： 直径 ： 6～ 10ｍ ｍ热 轧螺 纹 钢筋，直径：25，32ｍｍ。 预应力筋 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。 编辑本段施工工艺
预应力筋 2.预 应力混 凝土 按施 工方 式分 ：预 制预应 力混 凝土 、现 浇 预 应力混 凝土 和叠 合预 应力 混凝 土等 。3.按 预加应 力的 方 法分：先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土。 编辑本段预应力筋
预应力筋得种类：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。
简介
基本原理 发展史 特点 分类 预应力筋 施工工艺 在中国
预 应 力 混 凝 土 结 构 prestressed concrete structure 使混凝土在荷载作用前预先受压的一种结构 。预应力用张 拉 高 强 度 钢 筋 或 钢丝 的 方 法 产 生 。 张 拉 方 法 有 两 种 ： (1) 先 张法。即 先张拉 钢筋 ，后 浇灌混 凝土 ，达 到规定 强度 时 ， 放 松 钢 筋 两 端 ； (2) 后 张 法 。 即 先 浇 灌混 凝 土 ， 达 到 规 定 强 度时 ，再 张拉 穿 过混 凝 土 内 预 留 孔 道 中 的 钢 筋 ，并 在 两 端锚固。预应力能提高混凝土承受荷载时的抗拉能力 ，防 止 或延迟 裂缝 的出 现 ，并 增加结 构的 刚度 ，节 省钢材 和水 泥。 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

预应力混凝土结构概述一、引言预应力混凝土结构是一种广泛应用于建筑工程中的重要结构形式。

通过在混凝土施工前施加预先确定的拉力，使混凝土在受力状态下具有更好的抗张能力，从而提高结构整体承载能力和使用性能。

二、预应力混凝土的概念预应力混凝土是指在混凝土中设置预制钢筋或预制钢缆，通过对钢筋或钢缆施加拉力，使之产生预应力，利用钢筋或钢缆的预应力传递给混凝土，使混凝土获得一定的预压力，在结构受力时形成内部预压力，并改善混凝土受力性能的一种结构形式。

三、预应力混凝土的优点1.增加结构整体受力性能和承载能力。

2.减小结构变形和裂缝。

3.提高结构的使用寿命和耐久性。

4.节省材料和减少结构自重。

5.便于施工和工期控制。

四、预应力混凝土结构的构造形式1. 预应力混凝土梁预应力混凝土梁是预应力混凝土结构中常见的构件形式，通常用于承担横向荷载的作用，如桥梁、楼板等结构中的梁部分。

2. 预应力混凝土板预应力混凝土板是由预应力混凝土梁支撑，用于覆盖在梁上的结构构件，常见于楼板、桥面板等结构中。

3. 预应力混凝土柱预应力混凝土柱是用于承受竖向荷载的构造元件，常见于楼房、桥梁等结构中。

五、预应力混凝土施工工艺1.确定预应力筋的布置和张拉方式。

2.配置混凝土和预应力筋的质量监控。

3.进行预应力筋的张拉。

4.确保张拉后的预应力筋固定牢固。

六、预应力混凝土结构的应用领域预应力混凝土结构广泛应用于建筑工程中，特别适合长跨度、大跨度、高梁高柱等结构形式，如高速公路桥梁、高层建筑等。

七、结论预应力混凝土结构作为一种重要的结构形式，在工程实践中得到了广泛应用，具有很好的经济性和性能优势。

通过合理的设计和施工，预应力混凝土结构能够满足不同工程的需求，提高结构的安全性和可靠性，为建筑工程的发展做出了重要贡献。

以上是对预应力混凝土结构的概述，通过深入理解其原理、优点、构造形式和应用领域，可以更好地认识预应力混凝土结构在建筑工程中的重要性和作用。

预应力混凝土结构的优缺点关键信息项：1、预应力混凝土结构的优点：提高构件的抗裂性能增大构件的刚度节省材料，减轻自重提高构件的耐久性扩大混凝土结构的应用范围2、预应力混凝土结构的缺点：施工工艺复杂成本较高对施工设备和技术要求高设计计算复杂预应力损失难以准确计算1、预应力混凝土结构的优点11 提高构件的抗裂性能预应力混凝土结构通过在混凝土构件承受使用荷载前预先施加压应力，可以有效地抵消或减小由使用荷载引起的拉应力，从而大大提高构件的抗裂性能。

普通混凝土构件在使用过程中往往容易出现裂缝，而预应力混凝土构件能够在较大的荷载作用下仍保持不开裂或延迟开裂，这对于保证结构的整体性和耐久性具有重要意义。

111 增大构件的刚度预应力的施加使混凝土构件在受力时的变形减小，从而增大了构件的刚度。

这意味着预应力混凝土结构在承受相同荷载时的挠度较小，能够更好地满足结构对变形的要求，提高结构的稳定性和使用性能。

112 节省材料，减轻自重由于预应力混凝土结构能够充分发挥高强度材料的性能，在相同承载能力的条件下，可以减少混凝土和钢筋的用量。

同时，由于构件的截面尺寸减小，结构的自重也相应减轻，这对于大跨度和高层建筑结构尤为有利，可以降低基础造价和运输安装成本。

113 提高构件的耐久性裂缝的减少和延迟出现，能够有效地防止水分、氧气和其他腐蚀性介质侵入混凝土内部，从而提高构件的耐久性，延长结构的使用寿命。

此外，预应力筋通常采用高强度、耐腐蚀的材料，也有助于增强结构的耐久性。

114 扩大混凝土结构的应用范围预应力混凝土结构的出现使得混凝土在大跨度桥梁、高层建筑、海洋工程等领域得到了更广泛的应用。

它能够克服普通混凝土结构在跨度和承载能力方面的限制，为工程设计提供了更多的选择和可能性。

2、预应力混凝土结构的缺点21 施工工艺复杂预应力混凝土结构的施工过程相对复杂，需要专门的设备和技术，如预应力筋的张拉、锚固和灌浆等工序。

施工过程中的质量控制要求严格，否则容易影响预应力的效果和结构的安全性。