
预应力混凝土的概念
为了克服混凝土过早出现裂缝的问题,工程师们引入了预应力混凝土的概念。在构件使用之前,预先给混凝土施加一个预压力。这个预压力是在混凝土的受拉区域内,通过人工加力的方式,对钢筋进行张拉而产生的。利用钢筋的回缩力,使混凝土受拉区域在使用前就承受一定的压力。这种预先储存的压力,在构件承受外部荷载产生的拉力时,会首先抵消受拉区混凝土中的预压力。随着荷载的增加,混凝土才开始受拉,从而限制了混凝土的伸长,延缓或避免了裂缝的出现。
工作原理
预应力混凝土的工作原理是通过预加压力来减小或抵消由荷载引起的混凝土拉应力。这样,结构构件的拉应力被控制在较小的范围内,甚至处于受压状态。这样可以推迟混凝土裂缝的出现和扩展,从而提高构件的抗裂性能和刚度。
分类及特点
1. 先张法预应力混凝土:
在台座上放置并张拉好预应力钢筋,然后浇筑混凝土。待混凝土强度达到设计要求后,剪断预应力钢筋,依靠预应力筋与混凝土之间的粘结力将预应力传递给混凝土。
特点:施工操作简便,适用于小范围制作预应力构件,场地限制较多。张拉顺序可根据构件情况选择单根、多根或整体一次进行。
2. 后张法预应力施工:
有粘结预应力混凝土:通过预留金属螺旋管、塑料波纹管等孔道,穿束可在混凝土浇筑之前或之后进行。特点是需要预留设管道,后期需要进行高强硅酸盐水泥孔道灌浆。张拉方式包括一端张拉、两端张拉、分批分阶段张拉等。
无粘结预应力混凝土:无粘结预应力筋与混凝土不直接接触,处于无粘结状态。特点:不需要预留孔道和灌浆,施工简单。在预应力混凝土楼盖中,先张拉楼板,后张拉楼面梁。
市场前景
随着大柱网、大开间多层建筑和高层建筑的兴起,预应力混凝土的应用逐渐广泛。长跨预应力混凝土空心板、T形板等大型构件将逐步得到应用。预制梁板现浇柱或预制与现浇结合的结构体系具有诸多优势,预计将得到快速发展。这种结构体系结合了预制和现浇的优点,避免了纯装配式的缺点以及现浇结构的现场施工限制。预应力混凝土在高层建筑中的应用尤其广泛,如用于楼盖、大跨度柱网转换的转换梁、转换桁架等。预应力混凝土空心板以及装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也非常广阔。
