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預應力是為了改善結構服役表現,在施工期間給結構預先施加的壓應力,結構服役期間預加壓應力可全部或部分抵消荷載導致的拉應力,避免結構破壞。常用于混凝土結構,是在混凝土結構承受荷載之前,預先對其施加壓力,使其在外荷載作用時的受拉區混凝土內力產生壓應力,用以抵消或減小外荷載產生的拉應力,使結構在正常使用的情況下不產生裂縫或者裂得比較晚。
預應力混凝土結構,是在結構承受荷載之前,預先對其施加壓力,使其在外荷載作用時的受拉區混凝土內力產生壓應力,用以抵消或減小外荷載產生的拉應力,使結構在正常使用的情況下不產生裂縫或者裂得比較晚
預應力的原理應用于生產已有悠久的歷史。我國早就利用這一原理制造木桶、木鋸和車輪。而預應力混凝土進入實際應用,卻是在研制出較高強度的鋼材、錨具并充分認識到混凝土的收縮、徐變及其對預應力效應的影響之后,大約在本世紀30年代才開始的。
預應力混凝土的早期應用,主要集中在工業建筑、橋梁和軌枕、電桿、水池等結構、構件。近三四十年,已逐步擴大到居住建筑、大跨和大空間公共建筑、高層建筑、高聳結構、地下結構、海洋結構、壓力容器、大噸位囤船結構及跑道路面結構等各個領域。預應力技術在大跨鋼結構、建筑物加固改造和加層工程中也獲得廣泛使用。
近年,隨著我國城市化的加速,帶有超長、多層的住宅小區地下室大量興建,地下室樓板、頂蓋采用優化的預應力無梁樓蓋結構,可減少地下室層高和埋深,節省可觀的鋼材,提高經濟效益。住宅小區的地下室多為超長、連體結構,在混凝土收縮及溫差的影響下,抗裂安 全性較低,預應力是主動力,而且數值可調可控,與其他被動方法相比,對控制混凝土結構的中后期收縮及溫度裂縫更有效,可靠性更高,因此,預應力無梁樓蓋受到地產商的青睞,短短幾年時間,在建筑工程中,后張預應力混凝土技術從傳統應用領域迅速向地下室結構傾斜。
鋼筋混凝土和預應力混凝土之間的主要區別在于鋼筋混凝土系將鋼筋和混凝土簡單地結合在一起并且任它們自行地共同工作;預應力混凝土則不然,它是將較高強的混凝土與高強度的鋼材“能動”地結合在一起,這種結合是靠張拉鋼筋并將其錨固于混凝土,使混凝土受到某種量值與分布的內壓力,以部分或全部抵消使用荷載產生的拉應力。預應力建立后,預應力筋受拉,混凝土受壓,從實效上看,預應力提高了混凝土的抗拉能力,使得須帶裂縫工作的普通混凝土結構可以不開裂或裂縫寬度大大減小,從而提高了構件的抗裂度和剛度及耐久性。
預應力鋼筋按照能否與混凝土產生粘結分為有粘結筋、無粘結筋和緩粘結筋。有粘結筋能充分發揮預應力筋的強度,無粘結筋施工方便,結構的恢復能力較強。
現代預應力混凝土是用高強度鋼材和較高強度的混凝土經的生產工藝制作的、用現代設計概念和方法設計的高 效預應力混凝土?,F代預應力混凝土結構具有改善使用階段的性能、改善卸載后的恢復能力、提高耐疲勞強度、能充分利用高強度鋼材,減輕結構自重的突出優點。
預應力結構一直都是我國《混凝土結構設計規范》、《混凝土結構施工驗收規范》的重要組成部分,為適應現代預應力技術的發展,相繼頒布了《預應力混凝土結構設計建議》、《無粘結預應力混凝土結構技術規程》、《預應力混凝土結構抗震設計規程》、《建筑工程預應力施工規程》、及預應力材料及體系方面的一系列標準,上海市也頒布了《預應力混凝土結構設計規程》,這些規范規程標準的出臺,使預應力混凝土技術更加成熟,設計施工有章可循。
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