在普通钢筋混凝土的结构中,由于混凝土极限拉应变低,在使用荷载作用下,构件中钢筋的应变大大**过了混凝土的极限拉应变。钢筋混凝土构件中的钢筋强度得不到充分利用。所以普通钢筋混凝土结构,采用高强度钢筋是不合理的。为了充分利用高强度材料,弥补混凝土与钢筋拉应变之间的差距,人们把预应力运用到钢筋混凝土结构中去。
为什么要使用预应力混凝土?
混凝土的抗拉极限应变值只有0.0001~0.00015㎜,要保证混凝土不开裂,钢筋的应力只能达到20~30N/mm2;即使允许出现裂缝的构件,当裂缝宽度限制在0.2~0.3㎜时,钢筋应力也只能达到150~250N/mm2,使高强钢筋的强度无法充分利用。
预应力筋(Prestressing tendon)通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。在先张法生产中,为了与混凝土粘结可靠,一般采用螺纹钢筋、刻痕钢丝或钢绞线。在后张法生产中,则采用光面钢筋、光面钢丝或钢绞线,并分为无粘结预应力筋和有粘结预应力筋。
有粘结预应力筋是和混凝土直接粘结的或是在张拉后通过灌浆使之与混凝土粘结的预应力筋;无粘结预应力筋是用塑料、汕脂等涂包预应力钢材后制成的,可以布置在混凝土结构体内或体外,且不能与混凝土粘结,这种预应力筋的拉力永远只能通过锚具和变向装置传递给混凝土。
预应力筋由单根、多根钢筋、钢丝或钢绞线制成。后张无粘结预应力筋的表面涂有沥青、油脂或专门的润滑防锈材料,用纸带或塑料带包缠,或套以软塑料管,使之与周围混凝土隔离,和普通钢筋一样直接安放在模板中灌筑混凝土,等混凝土达到规定强度后进行张拉。无粘结筋常用于预应力筋分散配置的构件或结构如大跨度双向平板、双向密肋楼盖等。后张有粘结预应力筋是指先放置在预留孔道中,待张拉锚固后通过灌浆而恢复与周围混凝土粘结的预应力筋。有粘结筋常用于预应力筋配置比较集中,每束的张拉力吨位较大的构件或结构。
螺旋式预应力钢筋构件,由于混凝土局部受挤压引起的预应力损失。可加强防护,减少局部受挤压的风险概率等措施减小该项预应力损失 [1] 。