預應力混凝土

產生背景

為了避免鋼筋混凝土結構的裂縫過早出現，充分利用高強度鋼筋及高強度混凝土，設法在混凝土結構或構件承受使用荷載前，通過施加外力，使得構件產生的拉應力減小，甚至處於壓應力狀態下的混凝土構件。

預壓應力用來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應力，從而將結構構件的拉應力控制在較小範圍，甚至處於受壓狀態,以推遲混凝土裂縫的出現和開展，從而提高構件的抗裂性能和剛度。

根據預加應力值大小對構件截面裂縫控制程度的不同分類：

1.全預應力混凝土(FPC，fully prestressed concrete)

在使用荷載作用下，不允許截面上混凝土出現拉應力的構件，屬嚴格要求不出現裂縫的構件,和嚴格控制預應力構件的截面尺寸和預應力梁的撓度。

2.部分預應力混凝土(PPC，partially prestressed concrete)

允許出現裂縫，但最大裂縫寬度不超過允許值的構件，屬允許出現裂縫的構件。

3.無粘結預應力鋼筋

將預應力鋼筋的外表面塗以瀝清，油脂或其他潤滑防鏽材料，以減小摩擦力並防鏽蝕，並用塑膠套管或以紙帶,塑膠帶包裹，以防止施工中碰壞塗層，並使之與周圍混凝土隔離，而在張拉時可沿縱向發生相對滑移的後張預應力鋼筋。

特點：不需要預留孔道，也不必灌漿、施工簡便、快速、造價較低、易於推廣套用。

1、抗裂性好，剛度大。由於對構件施加預應力，大大推遲了裂縫的出現，在使用荷載作用下，構件可不出現裂縫，或使裂縫推遲出現，所以提高了構件的剛度，增加了結構的耐久性。

2、節省材料，減小自重。其結構由於必須採用高強度材料，因此可減少鋼筋用量和構件截面尺寸，節省鋼材和混凝土，降低結構自重，對大跨度和重荷載結構有著明顯的優越性。

3、可以減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應力。預應力梁混凝土梁的曲線鋼筋（束）可以使梁中支座附近的豎向剪力減小；又由於混凝土截面上預應力的存在，使荷載作用下的主拉應力也就減小。這利於減小梁的腹板厚度，使預應力混凝土梁的自重可以進一步減小。

4、提高受壓構件的穩定性。當受壓構件長細比較大時，在受到一定的壓力後便容易被壓彎，以致喪失穩定而破壞。如果對鋼筋混凝土柱施加預應力，使縱向受力鋼筋張拉得很緊，不但預應力鋼筋本身不容易壓彎，而且可以幫助周圍的混凝土提高抵抗壓彎的能力。

5、提高構件的耐疲勞性能。因為具有強大預應力的鋼筋，在使用階段因加荷或卸荷所引起的應力變化幅度相對較小，故此可提高抗疲勞強度，這對承受動荷載的結構來說是很有利的。