預應力混凝土結構的基本概念及材料-預應力混凝土結構的三種概念

《鋼筋混凝土結構》預應力混凝土結構的三種概念預應力混凝土結構目錄1.第一種概念：預加應力能使混凝土在使用狀態(tài)下成為彈性材料2.第二種概念：預加應力能使高強度鋼筋和混凝土共同工作并發(fā)揮二者的潛力3.第三種概念：預加應力實現(xiàn)荷載平衡預加應力能使混凝土在使用狀態(tài)下成為彈性材料1.第一種概念混凝土本身是抗拉弱抗壓強的脆性材料，經(jīng)過預壓后，變成既能抗拉又能抗壓的彈性材料?；炷量梢钥闯沙惺軆?nèi)部預應力和外部荷載兩個力系，若預應力產(chǎn)生的壓應力能將外荷載產(chǎn)生的拉應力全部抵消，則混凝土沒有裂縫甚至不會出現(xiàn)應力。1.第一種概念預應力鋼筋的重心與梁的重心重合時截面的應力分布c——————————————同軸預應力鋼筋（力＝F）截面重心線a）b）c）d）c(FAIMcMIyFAcMI-))-IMyAF(+)+IMcAF(1.第一種概念預應力鋼筋偏離混凝土截面的重心時截面應力分布cc————————————————————————偏心預應力鋼筋ea）b）c）d）e）+-FAIFMIyeceyFIcIMAFecFIMIc)(()yIMIFeyFA-++-+-AFecFIIc)(M截面重心線1.第一種概念

這種概念將預應力鋼筋的作用看成是改變混凝土性能的一種手段。通過施加預應力將混凝土作為彈性材料，采用材料力學公式及疊加原理計算混凝土的應力、應變和撓度、上拱，計算十分方便。

該種概念是預應力混凝土彈性分析的依據(jù)，揭示預應力混凝土主要為彈性工作的性狀。2.第二種概念預加應力能使高強度鋼筋和混凝土共同工作并發(fā)揮二者的潛力預應力鋼筋張被預先拉到一定的應力狀態(tài)，在使用階段預應力鋼筋的應力（應變）增加的幅度較小，混凝土不開裂或裂縫較細，高強鋼筋可與混凝土一起工作。

但是高強度鋼材和混凝土必須在引入預應力后才能有效結合。2.第二種概念采用高強度鋼筋的混凝土梁a）普通鋼筋的—裂縫及過度的撓度

b）預應力的—無裂縫及很小的撓度b）a）2.第二種概念

預應力混凝土和鋼筋混凝土之間的具有基本相似性：鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力，形成一抵抗外彎矩的力偶。預應力混凝土梁和鋼筋混凝土梁的內(nèi)部抵抗力矩a）鋼筋混凝土梁的隔離體b）預應力混凝土梁的隔離體b）a）CTCT2.第二種概念根據(jù)兩者的相似性，可以將預應力鋼筋與普通鋼筋作等強代換，減少用鋼量，這在很多情況下是經(jīng)濟可行的。

該種概念是預應力混凝土的強度理論，表明預應力可充分發(fā)揮高強鋼材和高強混凝土，但卻不能超越材料自身強度的界限。3.第三種概念

預加應力可認為是對混凝土構件預先施加與使用荷載相反的荷載以抵消部分或全部工作荷載。預加應力實現(xiàn)荷載平衡3.第三種概念

荷載平衡法是林同炎教授于1963年提出的。是以混凝土為分離體，用一些力代替預應力鋼筋沿跨度的作用。（1）在構件端部錨具處的集中力；

（2）預應力筋曲率所引起的垂直于預應力筋中心線的橫向分布力，或由預應力彎折所引起的集中力，也稱反向荷載。3.第三種概念由預應力平衡掉的那部分荷載將不再對結構構件產(chǎn)生彎曲應力和彎曲變形。若荷載全部被預應力平衡，則結構在外荷載和預應力作用下?lián)锨鷺嫾⒊蔀檩S心受壓結構，大大簡化結構的設計和計算。平衡荷載選取的越大，需要的預加應力越大，花費的預應力鋼筋也將越多。3.第三種概念具有拋物線預應力筋的預應力梁

具有彎折形預應力筋的預應力梁b)a)h拋物線形預應力鋼筋均勻荷載La)b)3