(五)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的基本概念
1．預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，由于混凝土的極限抗拉應(yīng)變較小(約為0．0001～ 0．00015)，在使用荷載的作用下，構(gòu)件均帶裂縫工作。對于使用上要求不開裂的構(gòu)件，受拉鋼筋的應(yīng)力為20～30N／mm2，遠(yuǎn)小于其屈服強(qiáng)度；如果鋼筋應(yīng)力達(dá)到250N／mm2時，裂縫寬度已達(dá)0．2～0．3mm，不宜在高濕度及侵蝕性環(huán)境中使用?？傊胀ɑ炷翗?gòu)件由于抗裂性能較差，控制裂縫開展的能力較弱，不易充分利用高強(qiáng)材料，而預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)則可以解決這些問題。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是在結(jié)構(gòu)承受外荷載之前，預(yù)先施加壓力，使其在外荷載作用時的受拉區(qū)混凝土內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力，以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力。這樣，構(gòu)件在正常使用情況下將不開裂或裂縫寬度較小。采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的原因主要有以下幾方面：(1)滿足裂縫控制要求，以改善普通混凝土構(gòu)件的抗裂性能；(2)充分利用高強(qiáng)度材料，因鋼筋預(yù)先受拉混凝土受壓，則在使用荷載的作用下，就能充分利用高強(qiáng)度的鋼筋；(3)提高構(gòu)件的剛度，由于提高了構(gòu)件的抗裂度或減小了裂縫的寬度，使剛度不致因裂縫而降低太多。同時，由于預(yù)加壓力的偏心作用使構(gòu)件產(chǎn)生的反拱(反向撓曲)，還可以抵消或減小在使用荷載作用下的變形。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以分為全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土。當(dāng)構(gòu)件是按使用荷載作用下截面上混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一般稱為全預(yù)應(yīng)力混凝土；當(dāng)構(gòu)件是按在使用荷載作用下允許出現(xiàn)裂縫，但裂縫寬度不超過允許值的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一般稱為部分預(yù)應(yīng)力混凝土。
對于后張法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，通常的做法是在構(gòu)件中預(yù)留孔道，待頂應(yīng)力鋼筋張拉至控制應(yīng)力后，用壓力灌漿將孔道填實(shí)。這種預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中鋼筋與混凝土之間存在粘結(jié)力，其鋼筋稱為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋。如果預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土接觸表面之間不存在粘結(jié)作用，兩者能相對滑移的，則其鋼筋稱為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋。
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的一般做法是將預(yù)應(yīng)力鋼筋的外表面涂以瀝青，油脂等防銹材料，以減小張拉時的摩擦力且防止銹蝕，然后用紙帶或塑料帶包裹或套以塑料管，將其就位于模板中再澆搗混凝土，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后即可進(jìn)行張拉。與有粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件相比，采用無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋不需要留孔、穿筋和灌漿，可以簡化施工工藝。
1．預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，由于混凝土的極限抗拉應(yīng)變較小(約為0．0001～ 0．00015)，在使用荷載的作用下，構(gòu)件均帶裂縫工作。對于使用上要求不開裂的構(gòu)件，受拉鋼筋的應(yīng)力為20～30N／mm2，遠(yuǎn)小于其屈服強(qiáng)度；如果鋼筋應(yīng)力達(dá)到250N／mm2時，裂縫寬度已達(dá)0．2～0．3mm，不宜在高濕度及侵蝕性環(huán)境中使用?？傊胀ɑ炷翗?gòu)件由于抗裂性能較差，控制裂縫開展的能力較弱，不易充分利用高強(qiáng)材料，而預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)則可以解決這些問題。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是在結(jié)構(gòu)承受外荷載之前，預(yù)先施加壓力，使其在外荷載作用時的受拉區(qū)混凝土內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力，以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力。這樣，構(gòu)件在正常使用情況下將不開裂或裂縫寬度較小。采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的原因主要有以下幾方面：(1)滿足裂縫控制要求，以改善普通混凝土構(gòu)件的抗裂性能；(2)充分利用高強(qiáng)度材料，因鋼筋預(yù)先受拉混凝土受壓，則在使用荷載的作用下，就能充分利用高強(qiáng)度的鋼筋；(3)提高構(gòu)件的剛度，由于提高了構(gòu)件的抗裂度或減小了裂縫的寬度，使剛度不致因裂縫而降低太多。同時，由于預(yù)加壓力的偏心作用使構(gòu)件產(chǎn)生的反拱(反向撓曲)，還可以抵消或減小在使用荷載作用下的變形。
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可以分為全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土。當(dāng)構(gòu)件是按使用荷載作用下截面上混凝土不出現(xiàn)拉應(yīng)力的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一般稱為全預(yù)應(yīng)力混凝土；當(dāng)構(gòu)件是按在使用荷載作用下允許出現(xiàn)裂縫，但裂縫寬度不超過允許值的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一般稱為部分預(yù)應(yīng)力混凝土。
對于后張法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，通常的做法是在構(gòu)件中預(yù)留孔道，待頂應(yīng)力鋼筋張拉至控制應(yīng)力后，用壓力灌漿將孔道填實(shí)。這種預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中鋼筋與混凝土之間存在粘結(jié)力，其鋼筋稱為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋。如果預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土接觸表面之間不存在粘結(jié)作用，兩者能相對滑移的，則其鋼筋稱為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋。
無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋的一般做法是將預(yù)應(yīng)力鋼筋的外表面涂以瀝青，油脂等防銹材料，以減小張拉時的摩擦力且防止銹蝕，然后用紙帶或塑料帶包裹或套以塑料管，將其就位于模板中再澆搗混凝土，待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后即可進(jìn)行張拉。與有粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件相比，采用無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋不需要留孔、穿筋和灌漿，可以簡化施工工藝。