第一章预应力结构及预应力结构施工的基本常识1.1预应力的基本概念1.1.1什么是预应力结构预应力结构就是在结构承受外荷载作用之前，预先采用人为的方法，在结构内部形成一种预先的应力状态，使结构在使用阶段产生拉（压）应力的区域预先受到压（拉）应力，这种压（拉）应力可以抵消全部或一部分在使用阶段由外荷载产生的拉（压）应力，从而达到推迟裂缝出现、限制裂缝开展和提高结构刚度的目的。以简支梁跨中截面为例，在使用阶段垂直向下荷载作用下，梁跨中截面的下部受拉。如果在使用荷载施加之前，我们采取某种方法使该截面的下部预先受到一定的压应力，这样，当施加使用荷载时，使用荷载产生的应力将首先平衡掉预先形成的压应力，然后才产生拉应力，两者抵消后最终产生的拉应力将比没有预加压应力时小得多。当预加压应力的值等于或大于荷载产生的拉应力时，甚至在混凝土中根本不产生拉应力。由于混凝土的抗压能力远远大于抗拉能力，在预应力钢筋混凝土结构中，我们主要是预先在构件的混凝土中形成压应力，用来抵消使用荷载条件下的拉应力，减小截面混凝土的拉应力，达到提高构件的承载能力，减少和推迟混凝土受拉裂缝产生的效果。这里应当注意的是，所谈的压应力或拉应力都是针对构件的某个截面甚至截面的某一边来说的，如果将施加压应力的位置搞反了，不但不能提高构件的承载能力，反而会大大降低构件的承载能力。因此在施工中应严格按设计的预应力钢筋位置进行布筋。为了在混凝土中预加应力，一般在构件内设置预应力钢筋，对其进行张拉并锚固后，利用预应力钢筋的弹性回缩力在混凝土中形成压应力。如果预应力钢筋布置成曲线形状，则对构件来说还将产生与使用荷载相反效果的附加荷载，这种荷载与使用荷载是相互抵消的，因此也会产生减小构件应力的效果。1.1.2预应力结构的优点a．可以有效地避免或限制使用阶段裂缝的开展；b．可以提高结构的刚度，减小构件的变形；c．可以充分利用高强钢材的机械性能，节约钢材；d．可以充分利用材料的性能，有效地减小构件的尺寸，为建筑物提供更大的有效空间；e．可以减小结构的自重；f．可以减少工程的投资。1.1.3预应力结构的分类对于预应力钢筋混凝土结构来说，主要有如下三种分类方法：a．按照预应力施加的时间进行分类有先张预应力构件和后张预应力构件。这里的先后是相对于混凝土的浇筑时间来说的，在浇筑混凝土之前就对钢筋施加应力的称为先张预应力构件，如在台座上施工的预制预应力空心板就属于先张预应力构件；反之在混凝土浇筑之后才对钢筋施加应力的称为后张预应力构件，在现场施工的预应力构件多为后张预应力构件。后张预应力构件的主要特点是都要采取钢筋张拉之前混凝土不对钢筋产生握裹力的措施，比如采用预埋波纹管和采用抽拔钢管的办法在混凝土中留设孔道，或者直接在钢筋的表面满涂润滑脂后用塑料皮包裹的办法。本公司施工的预应力构件多数为后张预应力构件。b．按照预应力钢筋作用的方式分为有粘结预应力构件和无粘结预应力构件。对于预应力构件来说，在预应力钢筋张拉锚固后，预应力钢筋的弹性回缩力传递到混凝土上有两种方式：一种是通过混凝土对预应力钢筋的直接握裹，将弹性回缩力沿钢筋的长度均匀地传递到混凝土上，这样就形成了有粘结预应力混凝土构件。另一种方式是预应力钢筋和混凝土之间没有握裹力（虽然还有一部分摩擦力），钢筋的弹性回缩力通过在预应力钢筋的两端的锚固端施加到构件上，这样就形成了无粘结预应力构件。由此可见这里说的“粘结”指的是混凝土和钢筋之间的粘结。对于有粘结预应力构件，预应力钢筋是和混凝土结合在一起共同工作的，构件的受力性能比无粘结预应力构件要好，因此在梁等重要构件一般采用有粘结预应力构件，无粘结预应力构件一般用在板等次要构件上。在施工中，一般有粘结预应力构件在预应力钢筋张拉后都要进行灌浆，使预应力钢筋和混凝土之间产生可靠的粘结力。c．按照预应力抵消使用荷载条件下应力的多少分为部分预应力构件和全预应力构件。当在构件中预先施加的应力小于使用荷载产生的应力时，构件在使用荷载作用下混凝土中仍然会有拉应力存在，这样的预应力构件称之为部分预应...
