什么叫預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)?為什么對(duì)構(gòu)件要施加預(yù)應(yīng)力?
(1)所謂預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件就是在構(gòu)件受荷之前(制作階段)，人為給拉區(qū)砼施加預(yù)壓應(yīng)力，受荷之后(使用階段)首先要抵消拉區(qū)砼的預(yù)壓應(yīng)力，若再加荷拉區(qū)砼開裂，直至破壞為止。
(2)普通混凝土抗裂性很差。混凝土的極限拉應(yīng)變很低，只有0.0001～0.0015，這時(shí)鋼筋應(yīng)力僅20～30N/mm2，另外提高混凝土的強(qiáng)度也不明顯
高強(qiáng)材料得不到充分應(yīng)用。裂縫寬度一般應(yīng)限制在0.2～0.3mm以內(nèi)，受拉鋼筋應(yīng)力最高也只能達(dá)到150～250N/mm2
結(jié)構(gòu)自重大使用性能不好。普通混凝土結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)大跨度和大空間的需要，因?yàn)闊o法采用高強(qiáng)度的材料，勢必導(dǎo)致截面尺寸過大和自重過大。
為什么在普通鋼筋混凝土中不能有效地利用高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土?而在預(yù)力混凝土結(jié)構(gòu)中卻必須采用高強(qiáng)鋼材和高強(qiáng)混凝土?
(1)混凝土的極限拉應(yīng)變很低，只有0.0001～0.0015，這時(shí)鋼筋應(yīng)力僅20～30N/mm2，另外提高混凝土的強(qiáng)度也不明顯，普通混凝土抗裂性很差;對(duì)于允許開裂構(gòu)件，裂縫寬度一般應(yīng)限制在0.2～0.3mm以內(nèi)，這時(shí)受拉鋼筋應(yīng)力最高也只能達(dá)到150～250N/mm2;綜上分析可知;高強(qiáng)材料得不到充分應(yīng)用。
(2)從制作到使用過程中鋼筋實(shí)現(xiàn)的，鋼筋一直處于高拉應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)還存在預(yù)應(yīng)力損失，所以鋼筋強(qiáng)度要高;制作過程中，預(yù)壓區(qū)的混凝土受到比較的壓應(yīng)力，所以混凝土強(qiáng)度也必須要高;預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)采用大跨度結(jié)構(gòu)為了減輕自重，減小截面尺寸，也必然采用高強(qiáng)材料。
比較普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的區(qū)別，它們各自有何優(yōu)缺點(diǎn)?
(1)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要高，鋼筋的強(qiáng)度也要高;普通混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)材料不能充分應(yīng)用。
(2)預(yù)應(yīng)力程度較高預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，性能如同均質(zhì)彈性材料。而普通鋼筋混凝土在使用荷載作用下的性能是非線性的。
(3)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)剛度大，撓度小，裂縫寬度小。
(4)一旦預(yù)應(yīng)力被克服后，預(yù)應(yīng)力混凝土和普通混凝土結(jié)構(gòu)就沒有本質(zhì)上的不同，因而正截面承載力是一樣的;
(5)預(yù)應(yīng)力混凝土梁的斜截面抗剪強(qiáng)度高于普通混凝土，因而預(yù)應(yīng)力混凝土梁的腹板可做得較薄，大大減輕了自重。
