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预应力混凝土 Contents 预应力混凝土的定义：根据需要人为地引入某一数值与分布的内应力，用以部分或全部抵消外荷载应力的一种加筋混凝土。为了更好的了解的这一概念，而后改为：根据需要人为地引入某一数值反向荷载，用以部分或全部抵消使用荷载的一种加筋混凝土。 预应力混凝土的提出 1. 普通混凝土抗裂性很差 混凝土的极限拉应变很低，只有0.0001～0.0015，这时钢筋应力仅20～30N/mm2,另外提高混凝土的强度也不明显 2. 高强材料得不到充分应用 裂缝宽度一般应限制在0.2～0.3mm以内，受拉钢筋应力最高也只能达到150～250N/mm2 3. 结构自重大使用性能不好 如用于大跨结构时，为满足挠度控制的要求，需要加大截面尺寸来增大刚度，以致使构件的承载力中有较大一部分用于负担结构的自重。跨度越大，自重在承载力中所占比例就越大，很不经济、不合理、甚至是不可能的 构件中若采用高强度钢筋，将使——使用荷载下钢筋的工作应力提高很多， 挠度和裂缝宽度将远远超过允许值! 若拉区最大裂缝控制在0.3mm以内的话，钢筋的拉力仅达150~250N/mm2,只占高强钢筋抗拉强度设计值（1000~1300N/mm2）15%~20% —— 不能充分利用高强钢筋的强度！ 借助于混凝土的抗压强度来补偿其抗拉强度的不足，以推迟受拉区混凝土的开裂？ 即：在构件受外荷以前，使它先存在着一种应力状态（预加应力），用以减小或抵消外荷作用时产生的拉应力？ 实际上预加应力的概念在日常生活和生产实践中早有所应用。如： 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。 预应力混凝土的特点 预应力混凝土由于事先人为地施加了一个预加力，使其在受力方面有许多和普通混凝土结构不同的特点。但是，正正常配筋范围内，预应力混凝土梁的破坏弯矩，主要与构建的组成材料的性能有关，而与是否在受拉钢筋中施加拉应力的影响很小。其破坏弯矩值与同条件下的普通钢筋混凝土的破坏弯矩值几乎相同。这说明预应力混凝土结构并不能创造出超越其 本身材料强度能力之外的奇迹，而只是大大地改善了结构在正常适用阶段的工作性能。 原理分析 以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。 预应力混凝土的分类 预应力混凝土材料 · 国内常用的预应力钢筋有钢筋、钢丝、钢绞线； 分为两大类： 1．无物理屈服点钢筋（丝） （1）钢铰线 —— 由多股（3或7股）高强钢丝铰合而成，再经低温回火制成。 特点：钢铰线比单根钢丝直径大，但具有一定的柔性，施工方便且不降低强度。 （2）消除应力钢丝—— 经过低温回火处理的钢丝称为消除应力钢丝。 解释：高碳钢经过多次冷拔，存在较大的内应力，需采用低温回火来消除内应力。 在外形上分为：光面、刻痕及螺旋肋三种，用φp、φI、φH表示。 （3）热处理钢筋——用热轧中碳钢经过调质热处理后制成的高强度钢筋。 特点：具有强度高、松弛小等特点，以圆盘形式供应，省掉对焊和整直等工序，施工方便。 2．有物理屈服点钢筋 冷拉低合金钢——采用热轧钢筋经冷拉后得到。 特点：钢筋经冷拉后屈服强度提高，塑性有所降低。 钢筋冷拉后可以提高抗拉强度，当钢筋用于抗压时，其强度并不提高。 规范提倡优先采用强度高、性能好的预应力钢筋（钢丝、钢铰线）。 注：钢筋冷拔后则同时提高抗拉及抗压强度。 补充：钢筋的冷拉与冷拔 1.钢筋的冷拉 在常温下将有明显流幅的钢筋拉伸到强化阶段k点，然后卸载，卸载后钢筋将沿k直线恢复到0’，钢筋产生残余变形00’。如果再张拉，应力应变曲线，将沿0’kd变化，转折点高于冷拉前屈服点b，但流幅不明显。 2．钢筋的冷拔 将直径为6~8mm的钢筋在常温下通过比自身直径小0.5~1mm的钨金拔丝模冷拔而成。钢筋在通过拔丝模后受到很大的侧向挤压而产生塑性变形，迫使钢材内部发生变化而提高钢筋的强度 《规范》规定：预应力砼结构强度等级不宜低于C30，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋时预应力砼结构强度等级不宜低于C40。 截面形状和尺寸 通常