预应力混凝土结构的应用概念

发布时间：

2021-09-15

预应力混凝土结构的应用概念，重要的是需要明确对哪些混凝土结构与受力部位施加预应力比较合理。

如前所述，在混凝土结构与构件上施加预应力的目的，就是为了改善与增强结构的抗裂性能与减小裂缝宽度、减薄结构、加大跨度，控制变形与挠度，从而使高强应力筋的强度得到充分发挥。基于这个原理，适宜施加预应力的结构构件就是那些在使用荷载下可能发生开裂与裂缝较宽的部位，现按易开裂的结构构件受力特性与受力部位及结构用途与类型分述如下：

（1）按受力特性与受力部位适宜预加应力

1、轴心受拉构件

这类构件的受力特征是拉力(外力)正好作用在构件的轴线上，如屋架、吊车桁架与桁架式桥梁中的拉腹杆、下弦及拱拉杆吊杆等。这些构件在这些外力作用下，全横截面都产生拉应力。混凝土一旦开裂，则在全截面内有贯串裂缝。为了防止这种裂缝的产生，通过布置预应力筋使横截面产生均匀的预压应力。这样就可抵消由外力产生的拉应力，以提高构件抗裂性与减小裂缝宽度。

2、受弯构件

这类构件在竖向外力作用下，发生弯曲，截面的下缘产生拉应力，截面的上缘产生压应力，这种构件的混凝土一旦被拉裂，裂缝将下宽上窄。为防止这种裂缝，而将预应力筋布置在梁的下缘，受拉区建立的预压应力以平衡拉应力抵消拉应力，从而达到提高结构构件抗裂性与减小裂缝宽度、控制挠度(及减少截面尺寸、加大跨度)的目的。

3、偏心受拉构件

偏心受拉构件系在受有偏心的外力作用下，在构件横截面上产生的拉应力，其分布与偏心距的大小有关，截面靠近拉力的一侧，产生最大的拉应力;截面远离拉力的一侧，产生较小的拉应力，或转为压应力。因此，当这种构件的混凝土一旦拉裂时，将出现一侧宽另一侧窄的贯串裂缝，或仅一侧有裂缝。为了提高构件抗裂性能，防止构件裂缝，可设置预应力钢筋并布置在截面靠近拉力作用的一侧，而另一侧则可少配预应力筋或配非预应力筋。

4.偏心受压构件

该类构件承受的是偏心压力作用，即在截面靠近压力的一侧产生最大的压应力，截面远离压力的一侧产生较小的压应力或拉应力。因此，这种构件的混凝土只有在大偏心受压时才会被拉裂。裂缝形式是仅在一侧有裂缝。因此，为了防止大偏心受压构件裂缝的产生，预应力筋应布置在构件的受拉一侧，以产生预压应力抵消拉应力。对于构件的受压一侧，可配置非预应力钢筋，或可酌配一定的构造预应力筋。

5.轴心受压构件

对于轴心受压和小偏心受压的预制钢筋混凝土构件，为避免在运输、堆放、吊装过程中，可能受到弯曲、振动，甚至冲击等作用而产生的开裂现象，在设计一般受荷不大的中心受压柱或摩擦桩时，构件的配筋往往取决于运输、堆放和吊装的需要，而不是实际使用时的受力需要。可将构造配置的轴心受压或小偏心受压非预应力筋改变为预应力筋，不仅可提高运输、吊装过程中的抗裂性及使用中的稳定性等，而且还可节省大量钢材。

（2）按结构用途与类型适宜预加应力（有粘结或无粘结预应力）

1.单层厂房结构中的大、中跨度的屋面承重结构，屋面梁，屋架，吊车梁，地基梁等适宜预加应力。

2.多层与高层工业与民用建筑结构、大柱网、大空间的框架、网格大梁、交叉大梁、扁梁、转换层的传力桁架或大梁、(单向与双向连续)长跨板、屋面板等。

3.公共建筑、大跨空间结构、悬索结构、斜拉结构、悬挂结构，如体育建筑、车库、仓库、商场、啤酒屋、舞厅、剧院、多功能厅、购物中心等承重结构。

4.大悬臂结构，如看台、挑台、长雨篷、大阳台等，以及悬臂楼层。

5.中、小构件，如小梁、小板、檩条、椽子、楼板、平板、空心板等，以节约木材。

6.特种结构，如高耸结构的电视塔、架，压力容器、压力管道，池、罐、储仓、电杆、桩，轨枕，跑道、路面、桥梁、斜拉桥、悬挂、悬吊、悬索等结构，以及水工结构的坝、墩和各类板、墙梁基础等。

7.土锚、岩锚均可施加预应力。

此外，剪力墙、挡土墙、筒体、柱子、采油平台及其预应力腿柱、漂浮与抗浮结构、房屋加固与基础加固等均可预加应力。

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