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什么是预应力

    预应力是为了改善结构服役表现,在施工期间给结构预先施加的压应力,结构服役期间预加压应力可全部或部分抵消荷载导致的拉应力,避免结构破坏。常用于混凝土结构,是在混凝土结构承受荷载之前,预先对其施加压力,使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力,用以抵消或减小外荷载产生的拉应力,使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。

    预应力混凝土结构,是在结构承受荷载之前,预先对其施加压力,使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力,用以抵消或减小外荷载产生的拉应力,使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚

    预应力的原理应用于生产已有悠久的历史。我国早就利用这一原理制造木桶、木锯和车轮。而预应力混凝土进入实际应用,却是在研制出较高强度的钢材、锚具并充分认识到混凝土的收缩、徐变及其对预应力效应的影响之后,大约在本世纪30年代才开始的。

    预应力混凝土的早期应用,主要集中在工业建筑、桥梁和轨枕、电杆、水池等结构、构件。近三四十年,已逐步扩大到居住建筑、大跨和大空间公共建筑、高层建筑、高耸结构、地下结构、海洋结构、压力容器、大吨位囤船结构及跑道路面结构等各个领域。预应力技术在大跨钢结构、建筑物加固改造和加层工程中也获得广泛使用。

    近年,随着我国城市化的加速,带有超长、多层的住宅小区地下室大量兴建,地下室楼板、顶盖采用优化的预应力无梁楼盖结构,可减少地下室层高和埋深,节省可观的钢材,提高经济效益。住宅小区的地下室多为超长、连体结构,在混凝土收缩及温差的影响下,抗裂安 全性较低,预应力是主动力,而且数值可调可控,与其他被动方法相比,对控制混凝土结构的中后期收缩及温度裂缝更有效,可靠性更高,因此,预应力无梁楼盖受到地产商的青睐,短短几年时间,在建筑工程中,后张预应力混凝土技术从传统应用领域迅速向地下室结构倾斜。

    钢筋混凝土和预应力混凝土之间的主要区别在于钢筋混凝土系将钢筋和混凝土简单地结合在一起并且任它们自行地共同工作;预应力混凝土则不然,它是将较高强的混凝土与高强度的钢材“能动”地结合在一起,这种结合是靠张拉钢筋并将其锚固于混凝土,使混凝土受到某种量值与分布的内压力,以部分或全部抵消使用荷载产生的拉应力。预应力建立后,预应力筋受拉,混凝土受压,从实效上看,预应力提高了混凝土的抗拉能力,使得须带裂缝工作的普通混凝土结构可以不开裂或裂缝宽度大大减小,从而提高了构件的抗裂度和刚度及耐久性。

    预应力钢筋按照能否与混凝土产生粘结分为有粘结筋、无粘结筋和缓粘结筋。有粘结筋能充分发挥预应力筋的强度,无粘结筋施工方便,结构的恢复能力较强。

现代预应力混凝土是用高强度钢材和较高强度的混凝土经的生产工艺制作的、用现代设计概念和方法设计的高 效预应力混凝土。现代预应力混凝土结构具有改善使用阶段的性能、改善卸载后的恢复能力、提高耐疲劳强度、能充分利用高强度钢材,减轻结构自重的突出优点。

    预应力结构一直都是我国《混凝土结构设计规范》、《混凝土结构施工验收规范》的重要组成部分,为适应现代预应力技术的发展,相继颁布了《预应力混凝土结构设计建议》、《无粘结预应力混凝土结构技术规程》、《预应力混凝土结构抗震设计规程》、《建筑工程预应力施工规程》、及预应力材料及体系方面的一系列标准,上海市也颁布了《预应力混凝土结构设计规程》,这些规范规程标准的出台,使预应力混凝土技术更加成熟,设计施工有章可循。


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