预应力钢筋 钢筋预应力是什么意思

为何需要对混凝土施加预应力？

普通混凝土构件存在一些固有的不足。由于混凝土的抗拉强度有限，当受到荷载作用时，其拉区混凝土极易开裂。这种开裂不仅降低了构件的刚度，还增大了变形。更重要的是，在裂缝出现后，即使钢筋强度尚未得到充分利用，裂缝宽度也可能迅速扩大，特别是在高湿度或侵蚀性环境中，这会导致构件的耐久性显著降低。

为了满足对构件变形和裂缝宽度控制的要求，往往需要增大其截面尺寸或增加钢筋用量。这将导致构件的自重增加，使得普通钢筋混凝土在应用于大跨度结构时变得不经济，甚至不可行。为解决这一问题，预应力技术被引入到钢筋混凝土结构中。预应力技术的核心思想是对荷载作用下的拉区混凝土提前施加预压应力，以此减小或抵消受荷后混凝土的拉应力。

预应力应用案例

预应力的应用广泛且富有创新性。

当给木桶环向施加预压力时，若水压产生的张力小于木桶板之间的预压力，那么板间就不会有缝隙导致漏水。

同理，当我们用手对书本之间施加预压力时，如果书本的重力小于由挤压产生的摩擦力，书本就能保持稳固不落。

素混凝土梁的受力情况

由于混凝土的抗拉强度较低，素混凝土梁在受到较小的外力时便会在底部最易受损的位置出现裂缝，并迅速向上延伸。这种方式属于脆性。

普通钢筋混凝土梁的承力特点

尽管在普通钢筋混凝土梁中加入了钢筋，但在使用荷载的作用下，由于混凝土的抗拉强度仍然有限，梁的底部仍然会出现许多细小的分布裂缝。但因底部纵向钢筋的作用，原本由混凝土承担的部分拉力会全部转移到钢筋上，从而使得钢筋的拉力突然增加。只要配筋得当，普通钢筋混凝土梁的使用荷载会比素混凝土梁有显著提高，且模式更倾向于延性。

预应力钢筋混凝土梁的承力分析

利用混凝土的高抗压强度特点，可以预先对构件施加压应力。如对梁施加预压应力时，会使梁的下部混凝土预先受压并向上拱起。

在正常使用阶段，梁的下部混凝土会逐渐由受压状态转向受拉状态。只有当使用荷载较大到足以抵消预压力时，底部混凝土才会开始受拉。只要该拉力不超过混凝土的抗拉强度，预应力钢筋混凝土梁便不会出现裂缝。这样便能充分发挥混凝土抗压强度高和预应力钢筋抗拉强度大的优势，进一步提高使用荷载。

预应力混凝土结构的优劣点解析

优点包括：能够延缓构件开裂，减小裂缝宽度；提高构件的抗裂度和刚度；有助于节省钢筋并减轻结构自重，从而使得建造大跨度或高层结构成为可能。

缺点则涉及：施工工序相对复杂、技术要求高；需要专门的锚具、张拉设备以及预应力钢筋，因此费用较高；开裂荷载与荷载之间的差距较小，前的延性表现有所降低。

在构造要求严格、需承受大跨度或大荷载的构件中，以及那些对刚度和变形控制要求较高的结构构件中，优先采用预应力混凝土。