预应力混凝土结构的基本概念及其材料

《结构设计原理》复习资料第二篇 预应力混凝土结构第十二章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料一、学习重点预应力混凝土能够有效、合理地利用高强度材料，减小截面尺寸，减轻了结构自重，从而可大大提高结构的抗裂性、刚度、耐久性，从本质上改善了钢筋混凝土结构，使混凝土结构得到广泛的应用。

施加预应力的方法主要有先张法和后张法。

施工工艺不同，建立预应力的方法也就不同。

先张法主要是靠粘结力传递并保持预加应力的。

预应力混凝土结构中，预压应力的大小主要取决于钢筋的张拉应力。

要能有效地建立预应力，则必须采用高强度钢材和较高等级的混凝土。

二、复习题（一）填空题1、钢筋混凝土结构在使用中存在如下两个问题： 需要带裂缝工作 和 无法充分利用高强材料的强度 。

2、将配筋混凝土按预加应力的大小可划分为如下四级： 全预应力 、 有限预应力 、 部分预应力 和 普通钢筋混凝土结构 。

3、预加应力的主要方法有 先张法 和 后张法 。

4、后张法主要是靠 工作锚具 来传递和保持预加应力的；先张法则主要是靠 粘结力 来传递并保持预加应力的。

5、锚具的型式繁多，按其传力锚固的受力原理，可分为： 依靠摩阻力锚固的锚具 、 依靠承压锚固的锚具 和 依靠粘结力锚固的锚具 。

6、夹片锚具体系主要作为锚固 钢绞线筋束 之用。

7、国内桥梁构件预留孔道所用的制孔器主要有两种： 抽拔橡胶管 和 螺旋金属波纹管 。

8、预应力混凝土结构的混凝土，不仅要求高强度，而且还要求能 快硬 、 早强 ，以便能及早施加预应力，加快施工进度，提高设备、模板等利用率。

9、影响混凝土徐变值大小的主要因素有 荷载集度 、 持荷时间 、 混凝土的品质 与 加载龄期 以及 构件尺寸 和 工作环境 等。

10、国内常用的预应力筋有： 冷拉热轧钢筋 、 热处理钢筋 、 高强度钢丝 、 钢绞线 、 冷拔低碳钢丝 。

（二）名词解释1、预应力混凝土────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，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。

第二篇 预应力混凝土结构第12章 预应力混凝土结构的基本概念及其材料12.1 概 述钢筋混凝土构件由于混凝土的抗拉强度低，而采用钢筋来代替混凝土承受拉力。

但是，混凝土的极限拉应变也很小，每米仅能伸长（0.10~0.15）mm ，若混凝土伸长值超过该极限值就要出现裂缝。

如果要求构件在使用时混凝土不开裂，则钢筋的拉应力只能达到（20~30）MPa ；即使允许开裂，为了保证构件的耐久性，常需将裂缝宽度限制在（0.2~0.25）mm 以内，此时钢筋拉应力也只能达到（150~250）MPa ，可见高强度钢筋是无法在钢筋混凝土结构中充分发挥其抗拉强度的。

由上可知，钢筋混凝土结构在使用中存在如下两个问题：一是需要带裂缝工作，由于裂缝的存在，不仅使构件刚度下降，而且使得钢筋混凝土构件不能应用于不允许开裂的场合；二是无法充分利用高强材料。

当荷载增加时，靠增加钢筋混凝土构件的截面尺寸或增加钢筋用量的方法来控制构件的裂缝和变形是不经济的，因为这必然使构件自重（恒载）增加，特别是对于桥梁结构，随着跨度的增大，自重作用所占的比例也增大。

这使得钢筋混凝土结构在桥梁工程中的使用范围受到很大限制。

要使钢筋混凝土结构得到进一步的发展，就必须克服混凝土抗拉强度低这一缺点，于是人们在长期的工程实践及研究中，创造出了预应力混凝土结构。

12.1.1 预应力混凝土结构的基本原理所谓预应力混凝土，就是事先人为地在混凝土或钢筋混凝土中引入内部应力，且其数值和分布恰好能将使用荷载产生的应力抵消到一个合适程度的配筋混凝土。

例如，对混凝土或钢筋混凝土梁的受拉区预先施加压应力，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，或者使裂缝宽度减小。

这种由配置预应力钢筋再通过张拉或其他方法建立预应力的结构，就称为预应力混凝土结构。

现以图12-1所示的简支梁为例，进一步说明预应力混凝土结构的基本原理。

预应力混凝土的三种概念
预应力混凝土是指在混凝土结构中，通过施加预先设定的拉力或压力，使混凝土在使用过程中能够充分发挥其最佳受力性能的一种建筑材料。

其主要有三种概念：
1. 预应力：预应力是指在混凝土施工前，通过施加预先设定的拉力或压力，将混凝土中的部分应力提前产生的过程。

预应力可以通过拉拔钢束、压紧筋等方式施加，目的是为了提高混凝土的承载能力和抗裂性能。

2. 后张预应力：后张预应力是指在混凝土完全凝结固化后，通过施加额外的拉力使混凝土承受更大的预应力，以增强其受力性能。

后张预应力通常使用专门的设备和工艺进行施加，适用于大跨度或需要更高预应力的结构。

3. 预应力混凝土结构：预应力混凝土结构是指利用预应力技术构建的混凝土结构。

预应力混凝土结构通常具有较高的荷载承载能力、较好的抗裂性能和耐久性，常用于桥梁、建筑物、水利工程等重要工程项目中。

这种结构类型在工程中可以通过减少混凝土的横截面积、增加混凝土使用强度和使用预应力钢筋等方式来实现节约材料和提高工程性能的目的。

预应力混凝土结构的基本概念及其材料前言预应力混凝土结构是一种常见的建筑结构形式，它以钢筋或钢缆为预应力材料，通过预应力作用将混凝土构件产生压力，增大了抗弯能力和承载能力。

本文将介绍预应力混凝土结构的基本概念和常见的材料。

预应力混凝土结构的基本概念预应力混凝土结构是指采用预应力技术将混凝土构件在施工过程中施加与自重相抵消的预应力，以提高混凝土的各项力学性能。

预应力混凝土构件由混凝土和预应力钢条或钢缆构成。

一般情况下，在混凝土浇筑前，预先在混凝土构件中设置钢筋或钢缆，并通过张紧等方式预先施加预应力，这种预先施加的钢筋或钢缆即预应力材料。

预应力混凝土结构与普通混凝土结构相比，具有更优秀的抗弯承载能力、变形性能、耐久性能以及更好的抗震性能。

预应力材料预应力钢筋预应力钢筋是一种高强度钢材，其强度等级一般为1870MPa、1770MPa、1570MPa、1270MPa等。

预应力钢筋的主要作用是在混凝土结构中施加张力，通过预应力的作用进行混凝土结构的强化。

预应力钢筋一般采用直径为12mm、16mm、20mm、25mm、32mm等规格。

预应力钢缆预应力钢缆是一种高强度预应力材料，它是由许多根小细钢束扭绞成为一束，然后分别涂上脱脂剂、涂层和防锈剂。

预应力钢缆的结构比预应力钢筋更为复杂。

预应力钢缆的强度等级一般为1860MPa、1770MPa、1570MPa、1370MPa等。

预应力钢缆一般采用直径为5mm、7mm、9mm、12mm等规格。

预应力混凝土结构的优点预应力混凝土结构相比于普通混凝土结构，具有许多优点：1.抗弯承载能力更强，能够承受更大的荷载；2.变形性能更好，大幅度降低了混凝土结构的裂缝产生；3.耐久性能更高，延长了混凝土结构使用寿命；4.抗震能力更强，能够有效地减少地震对建筑物的破坏。

预应力混凝土结构是一种具有高强度、高韧性、高耐久性和高抗震性的新型建筑结构形式，预应力钢筋和预应力钢缆是其主要的预应力材料。