在預(yù)應(yīng)力中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性

同步提升液壓千斤頂與一般建筑鋼筋混凝土相比，預(yù)應(yīng)力混凝土在節(jié)約施工材料、提高抗裂纖維和使用性能、提高彎曲剛度、減少變形、改善結(jié)構(gòu)疲勞等方面具有優(yōu)勢(shì)。

(1)節(jié)約施工材料。

由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件可選用高韌性預(yù)應(yīng)力鋼筋，其抗壓強(qiáng)度的充分發(fā)揮不再受混凝土極限伸長(zhǎng)值過高的控制，大大降低了不銹鋼板的損耗。如果預(yù)應(yīng)力梁主筋采用高合金鋼、冷拉高碳鋼絲或中強(qiáng)不銹鋼絲，一般比一般建筑鋼筋混凝土構(gòu)件節(jié)省不銹鋼板20%~50%；如果選用高韌性預(yù)應(yīng)力梁主筋，可節(jié)省60%~70%的不銹鋼板。此外，由于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件可以減少橫截面和制作厚壁構(gòu)件，一般可以節(jié)省10%~30%的混凝土損失。如果選擇預(yù)應(yīng)力疊合板澆筑結(jié)構(gòu)，還可以節(jié)省大量木材。

(2)提高結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性和抗?jié)B性。

由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉伸區(qū)域可能會(huì)增加預(yù)應(yīng)工作壓力，從而防止了建筑鋼筋混凝土應(yīng)用中的間隙。如建筑鋼筋混凝土鋼屋架的下弦和水庫、消化吸收池、儲(chǔ)油罐、工作壓力管等，當(dāng)選擇預(yù)應(yīng)力時(shí)，可提高結(jié)構(gòu)的抗裂性和抗?jié)B性。

(3)提高結(jié)構(gòu)的使用性能。

由于設(shè)計(jì)方案中的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在應(yīng)用載荷下不會(huì)造成間隙，因此結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力鋼筋不會(huì)被外部有害因素腐蝕，從而大大提高了構(gòu)件的使用性能。結(jié)構(gòu)化工廠、冶金工業(yè)廠、高溫生產(chǎn)車間等結(jié)構(gòu)化工廠具有腐蝕性物質(zhì)的自然環(huán)境，適用于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的選擇。

(4)提高了結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的彎曲剛度，減少了變形。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂后，彎曲剛度迅速降低，但預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件可以使設(shè)計(jì)方案在應(yīng)用載荷下防止間隙造成，從而擴(kuò)大結(jié)構(gòu)的延展范圍，減少變形，相對(duì)提高彎曲剛度。此外，梁等構(gòu)件也可引起一定的反拱（即向上引起的反撓度值）。因此，在應(yīng)用載荷下，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的撓度值遠(yuǎn)小于一般建筑鋼筋混土的變形比，特別適用于大跨度結(jié)構(gòu)、大懸掛壁等具有操作變形規(guī)定的結(jié)構(gòu)。

(5)緩解結(jié)構(gòu)本身的重量。

由于預(yù)應(yīng)力混凝土可以采用高韌性混凝土、高韌性應(yīng)力鋼筋等高效原料，可以減少構(gòu)件的橫截面，緩解結(jié)構(gòu)本身的重量，制成厚壁構(gòu)件。以1.5m×6.0m大中型屋面為例。一般建筑鋼筋混凝土屋面的主肋高度為30cm，而預(yù)應(yīng)力混凝土屋面的主肋高度僅為18~24cm。厚壁構(gòu)件梁端薄厚，一般建筑鋼筋混凝土中一般為10~12cm，預(yù)應(yīng)力混凝土中一般為6~8cm，大大緩解了結(jié)構(gòu)本身的重量。一般來說，它可以緩解20%~30%的重量。由于自身重量的緩解，大跨度、輕載、高層住宅等結(jié)構(gòu)有利于應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)。

(6)改善結(jié)構(gòu)，緩解疲勞。

承受重復(fù)動(dòng)載荷的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，如起重機(jī)梁、公路橋梁或懸架起重機(jī)的結(jié)構(gòu)，由于載荷往復(fù)，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于加載和卸載的變化中。當(dāng)這種不斷變化并超過一定頻率時(shí)，原材料會(huì)小于基樁的抗壓強(qiáng)度并被破壞。預(yù)應(yīng)力混凝土起重梁由于預(yù)應(yīng)力鋼筋經(jīng)過預(yù)應(yīng)力張拉后具有原應(yīng)力，在反復(fù)載荷作用下，應(yīng)力鋼筋應(yīng)力的變化一般低于原應(yīng)力的10%，即疲勞應(yīng)力變化的強(qiáng)度較小。這種小的應(yīng)力變化不容易導(dǎo)致不銹鋼板的疲勞。這提高了構(gòu)件緩解疲勞的特點(diǎn)。

(7)提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗彎工作能力。

隨著大跨度、厚壁構(gòu)件的發(fā)展趨勢(shì)，如厚壁箱、T型、工字形等橫截面構(gòu)件，如一般建筑鋼筋混凝土構(gòu)件的選擇，在應(yīng)用載荷下，靠近閑置厚壁，通常由于剪應(yīng)力或扭矩效應(yīng)，造成斜縫隙，危及該構(gòu)件的普遍選擇。如果在厚壁結(jié)構(gòu)中配備了一些預(yù)應(yīng)力鋼筋，則可以提高構(gòu)件斜截面的粘附性和抗扭性，延遲時(shí)間間隙的發(fā)生，控制裂縫的寬度，提高抗剪工作能力。縱向結(jié)構(gòu)提高了抗側(cè)工作能力。

(8)提高受力構(gòu)件的可靠性。

為了避免一定的工作壓力后出現(xiàn)平面彎曲，過早產(chǎn)生不平衡，可以增加一定的預(yù)應(yīng)力，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力鋼筋被預(yù)應(yīng)力拉創(chuàng)造應(yīng)力，提高混凝土抗裂纖維、彎曲強(qiáng)度工作能力，不易產(chǎn)生平面彎曲，提高構(gòu)件的可靠性，提高大柔性構(gòu)件的承載能力。

(9)組裝方法。

根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼筋，預(yù)制構(gòu)件構(gòu)件也可組裝成整體構(gòu)件，如后梁、預(yù)應(yīng)力板柱或柱梁結(jié)構(gòu)這類工程的案例，然后為大中型預(yù)制構(gòu)件整體預(yù)應(yīng)力工程建筑、公路橋梁或水庫、儲(chǔ)油罐等房屋建筑，在加工廠將預(yù)制構(gòu)件運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)澆筑或組裝的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代化和規(guī)模大大提高。

(10)結(jié)構(gòu)加固方法。

當(dāng)建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫過大時(shí)，可增加預(yù)應(yīng)力，減少或修復(fù)間隙，或根據(jù)預(yù)應(yīng)力將小跨度結(jié)構(gòu)柱改為大跨度結(jié)構(gòu)或增加，提高承載能力。

(11)提高樓高，疊加層數(shù)或降低總高寬比。

由于預(yù)應(yīng)力可以減少結(jié)構(gòu)的厚度，可以提高房屋的靜空，或靜空不會(huì)改變疊加層數(shù)，或疊加層數(shù)不會(huì)改變，以減少房屋的總高寬比。

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