现代预应力混凝土理论与应用卢树圣

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发布时间：2022-05-10

资料介绍

钢筋混凝土结构虽早已被广泛地应用于各类工释结构，但它还存在不少缺点。众所周知，
混凝十的抗拉性能很差，其极限拉成变为0.1×10-3一0.15×10-3，与此相应的钢脐应力为20
一30MPa,超过此值混凝土开裂。随着荷载的增加，裂缝宽度加大。一般钢筋混凝土结构的
裂缝宽度不应超过0.2~0.3mm,相应的钢筋应力，对光面钢筋为100一250MPa,对变形钢
筋其应力可达150一~300MPa。若超过上述限值，裂缝过宽对于钢筋的绣蚀和结构的使用寿命
会有严重影响，并降低构件的刚度。因此-一般钢筋混凝土构件在正常使用状态下是带裂缝工
作的。可见，由于构件过早的出现裂缝和对裂缝宽度的限制，普通钢筋混凝土结构中不能有
效地采用高强度钢材，相应的也就不能使用高强度混凝土。由于不能使用高强度材料，若使
结构构件承受较大的荷载，必然要加大混凝土截面尺寸和使用较多的钢筋数量，构件的自重
增大。随者结构跨度的增大其自重所占的比例也愈大，这就使钢筋混凝土结构的适用范围受
到很大的限制。对于正常使用状态下不容许出现裂缝的结构，如压力管道、水池及贮存罐等
结构，其中纲筋所受应力很小，将会造成材料的利用极不合理和浪费，甚至有时不可能实现。
为使钢筋混凝土结构得到进一步发展，必须解决上述矛盾，于是人们在长期的工程实践中创
造了预应力混凝土结构。
二、预应力混凝土的基本原理
所谓预应力混凝土结构就是在结构承受外荷载前，先对混凝土构件预加压力，人为地事
先对结构造成一种应力状态。这种应力的大小和分布规律，与外荷载产生的应力大小和分布
规律相反，使之可以抵消由于外荷载产生的全部或部分拉应力。这样由预压应力与外荷载产
生的应力叠加后，根据事先预加应力的大小，可使结构在使用状态下不出现拉应力、或推迟
裂缝的出现，或将裂缝宽度控制在一定的限度内，这就是预应力的基本原理。造成这种预应
力状态，通常是靠张拉高强度钢筋，使之伸长后的钢筋锚定于混凝土中（靠锚具和粘结力）。
由于混凝土构件阻止钢筋的回缩，就造成钢筋受拉、混凝土受压的预应力状态。这种预应力
状态必须靠高强度钢筋来实现。混凝土由于受到高的预压应力，也必须采用高强度。因此预
应力混凝土结构为使用高强度材料开辟了广阔的前景。
日常生活中利用预应力原理的例子很多。如盛水的木桶，收紧的桶箍将分散的桶条间产
生-·定的环向压力。桶盛水，水乐引起环向拉应力，二者叠加之后桶条之间乃保留-一定的压
应力，故水不致于漏出。又如自行车轮的辐条，预先将其收紧承受拉应力，以抵消以后所承
受的压应力而钢圈承受收紧辐条的拉力而受压。
现用一简单示例来说明预应力的原理及其效果。