預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

中國于1956年開始推廣預(yù)應(yīng)力混凝土。20世紀50年代，主要采用冷拉鋼筋作為預(yù)應(yīng)力筋，生產(chǎn)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、吊車梁等工業(yè)廠房構(gòu)件。70年代，在民用建筑中開始推廣冷拔低碳鋼絲配筋得預(yù)應(yīng)力混凝土中小型構(gòu)件。20世紀80年代以來，預(yù)應(yīng)力混凝土大量應(yīng)用于大型公共建筑、高層及超高層建筑、大跨度橋梁和多層工業(yè)廠房等現(xiàn)代工程。經(jīng)過50多年的努力探索，中國在預(yù)應(yīng)力混凝土的設(shè)計理論、計算方法、構(gòu)件系列、結(jié)構(gòu)體系、張拉錨固體系、預(yù)應(yīng)力工藝、預(yù)應(yīng)力筋和混凝土材料等方面，已經(jīng)形成一套獨特的體系；在預(yù)應(yīng)力混凝土的施工技術(shù)與施工管理方面，已經(jīng)積累了豐富得經(jīng)驗 。2100433B

設(shè)計與制作 ：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計，除驗算承載能力和使用階段兩個極限狀態(tài)外，還要計算預(yù)應(yīng)力筋的各項瞬時和長期預(yù)應(yīng)力損失值，及驗算施工階段，如構(gòu)件制作、運輸、堆放和吊裝等工序中構(gòu)件的強度和抗裂度。

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的施工方法：

1.先張法。在混凝土灌筑之前，先將由鋼絲鋼絞線或鋼筋組成的預(yù)應(yīng)力筋張拉到某一規(guī)定應(yīng)力，并用錨具錨于臺座兩端支墩上,接著安裝模板、構(gòu)造鋼筋和零件,然后灌筑混凝土并進行養(yǎng)護。當混凝土達到規(guī)定強度后，放松兩端支墩的預(yù)應(yīng)力筋，通過粘結(jié)力將預(yù)應(yīng)力筋中的張拉力傳給混凝土而產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。先張法以采用長的臺座較為有利，最長有用到一百多米的，因此有時也稱作長線法。

2.后張法。先灌筑構(gòu)件，然后在構(gòu)件上直接施加預(yù)應(yīng)力的方法。一般做法多是先安置后張預(yù)應(yīng)力筋成孔的套管、構(gòu)造鋼筋和零件，然后安裝模板和灌筑混凝土。預(yù)應(yīng)力筋可先穿入套管也可以后穿。等混凝土達到強度后，用千斤頂將預(yù)應(yīng)力筋張拉到要求的應(yīng)力并錨于梁的兩端，預(yù)壓應(yīng)力通過兩端錨具傳給構(gòu)件混凝土。為了保護預(yù)應(yīng)力筋不受腐蝕和恢復預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力，預(yù)應(yīng)力筋與套管之間的空隙必須用水泥漿灌實。水泥漿除起防腐作用外，也有利于恢復預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力。為了方便施工，有時也可采用在預(yù)應(yīng)力筋表面涂刷防銹蝕材料并用塑料套管或油紙包裹的無粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力 。

預(yù)應(yīng)力筋得種類：預(yù)應(yīng)力筋通常由單根或成束的鋼絲、鋼絞線或鋼筋組成。 按性質(zhì)劃分，預(yù)應(yīng)力筋包括金屬預(yù)應(yīng)力筋和非金屬預(yù)應(yīng)力筋兩類。常用的金屬預(yù)應(yīng)力筋可分為鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋。非金屬預(yù)應(yīng)力筋主要指纖維增強塑料預(yù)應(yīng)力筋。

常用的預(yù)應(yīng)力筋：鋼絲冷拔低碳鋼絲，直徑：3～5mm；碳素鋼絲，直徑：3～8mm；鋼絞線：由7根碳素鋼絲纏繞而成；熱處理鋼筋：直徑：6～10mm；熱軋螺紋鋼筋，直徑：25~32mm 。

預(yù)應(yīng)力混凝土的分類：

1.預(yù)應(yīng)力混凝土按預(yù)應(yīng)力度大小分：全預(yù)應(yīng)力混凝土和部分預(yù)應(yīng)力混凝土。

2.預(yù)應(yīng)力混凝土按施工方式分：預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土和疊合預(yù)應(yīng)力混凝土等。

3.按預(yù)加應(yīng)力的方法分：先張法預(yù)應(yīng)力混凝土和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土 。

與鋼筋混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)點：由于采用了高強度鋼材和高強度混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有抗裂能力強、抗?jié)B性能好、剛度大、強度高、抗剪能力和抗疲勞性能好的特點，對節(jié)約鋼材(可節(jié)約鋼材40%～50%、混凝土20%～40%)、減小結(jié)構(gòu)截面尺寸、降低結(jié)構(gòu)自重、防止開裂和減少撓度都十分有效，可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計得更為經(jīng)濟、輕巧與美觀。

預(yù)應(yīng)力混凝土缺點：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)工藝比鋼筋混凝土構(gòu)件復雜，技術(shù)要求高，需要有專門的張拉設(shè)備、灌漿機械和生產(chǎn)臺座等以及專業(yè)的技術(shù)操作人員；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開工費用較大，對構(gòu)件數(shù)量少的工程成本較高 。

將預(yù)應(yīng)力的概念用于混凝土結(jié)構(gòu)是美國工程師P.H.杰克孫于1886年首先提出的，1928年法國工程師E.弗雷西內(nèi)提出必須采用高強鋼材和高強混凝土以減少混凝土收縮與徐變（蠕變）所造成的預(yù)應(yīng)力損失，使混凝土構(gòu)件長期保持預(yù)壓應(yīng)力之后，預(yù)應(yīng)力混凝土才開始進入實用階段。1939年奧地利的V.恩佩格提出對普通鋼筋混凝土附加少量預(yù)應(yīng)力高強鋼絲以改善裂縫和撓度性狀的部分預(yù)應(yīng)力新概念。1940年，英國的埃伯利斯進一步提出預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力配筋都可以采用高強鋼絲的建議。

預(yù)應(yīng)力混凝土的大量采用是在1945年第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束之后，當時西歐面臨大量戰(zhàn)后恢復工作。由于鋼材奇缺，一些傳統(tǒng)上采用鋼結(jié)構(gòu)的工程以預(yù)應(yīng)力混凝土代替。開始用于公路橋梁和工業(yè)廠房，逐步擴大到公共建筑和其他工程領(lǐng)域。在50年代中國和蘇聯(lián)對采用冷處理鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土，作出了容許開裂的規(guī)定。直到1970年，第六屆國際預(yù)應(yīng)力混凝土會議上肯定了部分預(yù)應(yīng)力混凝土的合理性和經(jīng)濟意義。認識到預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼筋混凝土并不是截然不同的兩種結(jié)構(gòu)材料，而是同屬于一個統(tǒng)一的加筋混凝土系列。在以全預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼筋混凝土為兩個邊界之間的范圍，則為容許混凝土出現(xiàn)拉應(yīng)力或開裂的部分預(yù)應(yīng)力混凝土范圍。設(shè)計人員可以根據(jù)對結(jié)構(gòu)功能的要求和所處的環(huán)境條件，合理選用預(yù)應(yīng)力的大小，以尋求使用性能好、造價低的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計思想上的重大發(fā)展 。

預(yù)應(yīng)力混凝土雖然只有幾十年的歷史，然而人們對預(yù)應(yīng)力原理的應(yīng)用卻由來已久。也有利于恢復預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力。如工匠運用預(yù)應(yīng)力的原理來制作木桶：木桶通過套竹箍緊，水對桶壁產(chǎn)生的環(huán)向拉應(yīng)力不超過環(huán)向預(yù)壓應(yīng)力，則桶壁木板之間將始終保持受壓的緊密狀態(tài)，木桶就不會開裂和漏水。 建筑工地用磚鉗裝卸磚塊，被鉗住得一疊水平磚不會提落。旋緊自行車輪的鋼絲，使車輪受壓力后而鋼絲不折。

混凝土的抗壓強度雖高，而抗拉強度卻很低，預(yù)應(yīng)力筋可先穿入套管也可以后穿。通過對預(yù)期受拉的部位施加預(yù)壓應(yīng)力的方法，就能克服混凝土抗拉強度低的弱點，達到利用預(yù)壓應(yīng)力建成不開裂的結(jié)構(gòu) 。

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu), 使混凝土在荷載作用前預(yù)先受壓的一種結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力用張拉高強度鋼筋或鋼絲的方法產(chǎn)生。張拉方法有兩種：

(1)先張法。即先張拉鋼筋，后澆灌混凝土，待混凝土達到規(guī)定強度時，放松鋼筋兩端；

(2)后張法。即先澆灌混凝土，達到規(guī)定強度時，再張拉穿過混凝土內(nèi)預(yù)留孔道中的鋼筋，并在兩端錨固。

預(yù)應(yīng)力能提高混凝土承受荷載時的抗拉能力，防止或延遲裂縫的出現(xiàn)，并增加結(jié)構(gòu)的剛度，節(jié)省鋼材和水泥。

為了避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫過早出現(xiàn)，充分利用高強材，人們在長期的生產(chǎn)實踐中創(chuàng)造了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受外力荷載作用前，先人為地對它施加壓力，由此產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)用以減小或抵消外荷載所引起的拉應(yīng)力，即借助于混凝土較高的抗壓強度來彌補其抗拉強度的不足，達到推遲受拉區(qū)混凝土開裂的目的。以預(yù)應(yīng)力混凝土制成的結(jié)構(gòu)，因以張拉鋼筋的方法來達到預(yù)壓應(yīng)力，所以也稱預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 。

預(yù)應(yīng)力筋與混凝土相互黏結(jié)的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。為先張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和在管道內(nèi)灌漿實現(xiàn)黏結(jié)的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的總稱。

內(nèi)容介紹

《現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)》

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先張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)英文 pretensioned prestressed concrete structure。

先張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

英文 pretensioned prestressed concrete structure

在坐臺上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋后澆筑混凝土，并通過粘結(jié)力傳遞而建立預(yù)加應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。2100433B