何為預(yù)應(yīng)力混凝土?
為了彌補(bǔ)混凝土過早出現(xiàn)裂縫,在構(gòu)件使用(加載)以前,預(yù)先給混凝土一個預(yù)壓力,即在混凝土的受拉區(qū)內(nèi),用人工加力的方法,將鋼筋進(jìn)行張拉,利用鋼筋的回縮力,使混凝土受拉區(qū)預(yù)先受壓力。這種儲存下來的預(yù)加壓力,當(dāng)構(gòu)件承受由外荷載產(chǎn)生拉力時,首先抵消受拉區(qū)混凝土中的預(yù)壓力,然后隨荷載增加,才使混凝土受拉,這就限制了混凝土的伸長,延緩或不使裂縫出現(xiàn),這就叫做預(yù)應(yīng)力混凝土。
預(yù)應(yīng)力混凝土的用途
(1)預(yù)應(yīng)力混凝土不僅可用在大跨度結(jié)構(gòu)中,還可以用在像水塔、蓄水池等構(gòu)筑物中,以預(yù)應(yīng)力抵消流體的壓力。
(2)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件有現(xiàn)澆和預(yù)制,現(xiàn)澆的現(xiàn)在應(yīng)用很廣泛,高層建筑的大梁采用此結(jié)構(gòu),可以大大減低梁體的厚度。
(3)預(yù)應(yīng)力的形成分有無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土,同時分為先張拉鋼筋后澆筑的先張法和先澆筑混凝土構(gòu)件并預(yù)留孔道然后穿筋張拉并灌漿的后張法。
預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
1、抗裂性好,剛度大。由于對構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力,大大推遲了裂縫的出現(xiàn),在使用荷載作用下,構(gòu)件可不出現(xiàn)裂縫,或使裂縫推遲出現(xiàn),所以提高了構(gòu)件的剛度,增加了結(jié)構(gòu)的耐久性。
2、節(jié)省材料,減小自重。其結(jié)構(gòu)由于必須采用高強(qiáng)度材料,因此可減少鋼筋用量和構(gòu)件截面尺寸,節(jié)省鋼材和混凝土,降低結(jié)構(gòu)自重,對大跨度和重荷載結(jié)構(gòu)有著明顯的優(yōu)越性。
3、可以減小混凝土梁的豎向剪力和主拉應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力梁混凝土梁的曲線鋼筋(束)可以使梁中支座附近的豎向剪力減??;又由于混凝土截面上預(yù)應(yīng)力的存在,使荷載作用下的主拉應(yīng)力也就減小。這利于減小梁的腹板厚度,使預(yù)應(yīng)力混凝土梁的自重可以進(jìn)一步減小。
4、提高受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性。當(dāng)受壓構(gòu)件長細(xì)比較大時,在受到一定的壓力后便容易被壓彎,以致喪失穩(wěn)定而破壞。如果對鋼筋混凝土柱施加預(yù)應(yīng)力,使縱向受力鋼筋張拉得很緊,不但預(yù)應(yīng)力鋼筋本身不容易壓彎,而且可以幫助周圍的混凝土提高抵抗壓彎的能力。
5、提高構(gòu)件的耐疲勞性能。因?yàn)榫哂袕?qiáng)大預(yù)應(yīng)力的鋼筋,在使用階段因加荷或卸荷所引起的應(yīng)力變化幅度相對較小,故此可提高抗疲勞強(qiáng)度,這對承受動荷載的結(jié)構(gòu)來說是很有利的。
6、預(yù)應(yīng)力可以作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接的手段,促進(jìn)大跨結(jié)構(gòu)新體系與施工方法的發(fā)展
缺點(diǎn)
1、工藝較復(fù)雜,對質(zhì)量要求高,因而需要配備一支技術(shù)較熟練的專業(yè)隊(duì)伍。
2、需要有一定的專門設(shè)備,如張拉機(jī)具、灌漿設(shè)備等。先張法需要有張拉臺座;后張法還要耗用數(shù)量較多、質(zhì)量可靠的錨具等。
3、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的開工費(fèi)用較大,對構(gòu)件數(shù)量少的工程成本較高。
4、預(yù)應(yīng)力反拱度不易控制。它隨混凝土徐變的增加而增大,造成橋面不平順。
從預(yù)應(yīng)力混凝土引申出來的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)
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(qiáng)度來彌補(bǔ)其抗拉強(qiáng)度的不足,達(dá)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(dá)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)。