[摘要]對構件施加預應力，可以提高構件的抗裂度和剛度，改善構件正常使用階段的效能，從而在本質上克服了鋼筋混凝土構件的缺點，並為使用高強度鋼材和高強度混凝土創造了條件。**採用通過查閱教科書、期刊、**、計算等手段，認為由於預應力施加的方法不同，預應力的損失也不同，最後得出預應力混凝土構件在製作過程中，預壓區的混凝土強度受到比較大的壓應力，所以混凝土強度必須要高於普通構件的混凝土強度。
[關鍵詞]預應力混凝土結構；先張法；後張法；預應力損失；高強度材料；
1.預應力混凝土結構的一般知識
鋼筋混凝土的大多數構件（如受拉、受彎），在荷載作用下都存在混凝土受拉區。由於混凝土的抗拉強度很低，極限拉應變很小（大致為混凝土抗壓強度的1/10，抗壓極限應變的1/20），因而正常使用荷載下混凝土受拉區容易開裂；高強度鋼筋不能充分發揮作用；導致構件截面尺寸較大；
所謂預應力混凝土結構，是在結構構件受外力荷載作用前，預先給混凝土施加乙個預壓力，即在混凝土的受拉區內，用人工加力的方法，將鋼筋進行張拉，利用鋼筋的回縮力，使混凝土受拉區預先受壓力，用由此產生的預應力狀態來減小或抵消外荷載所引起的拉應力，即借助於混凝土較高的抗壓強度來彌補其抗拉強度的不足，達到推遲受拉區混凝土開裂的目的。
它的基本原理是：如果在構件使用前，在其兩端施加一對集中壓力，構件各截面的應力分布是受壓；在使用荷載gk+qk作用下，應力分布為上部受壓下部受拉；根據材料力學的疊加原理，預應力混凝土構件使用階段的截面拉應力將會大大減少，甚至在使用時不出現拉應力。
2.施加預應力的方法
施加預應力的方法一般是靠張拉(或者加熱)縱向受拉鋼筋（也稱為預應力鋼筋）並將其錨固在混凝土構件內，依靠構件對構件的彈性壓縮，從而使混凝土獲得壓應力。
2.1先張法；
鋼筋先在台座（或鋼模）上張拉並錨固，然後支模和澆搗混凝土。待混凝土達到一定強度後(按計算確定，且至少不低於強度設計值的75%)剪斷（或放鬆）鋼筋。鋼筋放鬆後將產生彈性回彈，但鋼筋和混凝土之間的粘結力阻止其回縮，因而混凝土獲得預應力。
這種方法的預應力傳遞是通過鋼筋和混凝土的粘結力實現的。
2.2後張法；
這種方法是先製作構件並預留孔道，待混凝土達到一定強度後在孔道內穿入預應力鋼筋，在構件上進行張拉，然後用錨具將鋼筋在構件端部錨固，從而對構件施加預應力。鋼筋錨固後，應對孔道進行壓力灌漿。後張法構件的預應力是通過構件端部的錨具直接擠壓混凝土獲得的。
3.對預應力損失的研究
研究預應力損失，有一定的前提，即張拉控制應力允許值。根據《規範》可以知道，不同鋼種不同張拉方法有不同的應力允許值，且不宜低於0.4倍設計值。
由於預應力螺紋鋼筋兩種張拉方法的的應力允許值都為0.85倍設計值，所以本文採用預應力螺紋鋼筋做研究物件。
按照某一控制應力值張拉好的預應力鋼筋，其初始拉應力會由於各種原因而降低，這種預應力降低的現象稱為預應力損失。
不管是先張法還是後張法，都會受到以下幾種損失：
①張拉端錨具變形和鋼筋內縮引起的應力損失；
②預應力鋼筋的應力鬆弛引起的預應力損失；
③混凝土的收縮、徐變引起的預應力損失；
另外，先張法構件還有一種損失，即混凝土加熱養護時，受張拉的鋼筋與承受拉力的裝置之間的溫差引起的損失；後張法構件還有兩種損失，一是預應力鋼筋與孔道壁之間的摩擦引起的預應力損失；二是用螺旋式預應力鋼筋作配筋的環形構件，當直徑d小於等於3m時，由於混凝土的區域性擠壓引起預應力損失，並取為30n/mm2；
根據工廠實驗並生成大規模預應力混凝土來看，預應力損失越大，其效果就越差。下面就實驗結果來描述損失的原因以及解決的措施：
1）減少台座發生變形，滑移和傾覆，宜選用強度高，剛度大，穩定性良好的台座。
2）每增加一塊墊板，錨具變形和鋼筋內縮值就增加1mm。即在先張法中盡量少使用墊板，同時使用自身和自錨能力均好的夾具。
3）強度高的混凝土對採用先張法的構件可以提高鋼筋與混凝土之間的粘結力；對採用後張法的構件可提高錨固端的區域性承壓承載力。
4）減少水泥用量，降低水灰比，宜採用高標號水泥；減少混凝土的收縮徐變，宜採用級配較好的骨料，加強混凝土的振搗，提高混凝土密實性。
5) 混凝土預應力的大小，取決於預應力鋼筋張拉壓力的大小，當採用高強度的鋼筋（鋼絲）時，由於超張拉，鋼筋（鋼絲）因強度不足產生斷裂，從而引起預應力損失。同時盡量採用塑性良好的鋼筋（鋼絲）增加張拉應力，當去除張拉應力後，鋼筋（鋼絲）的收縮量與鋼筋（鋼絲）塑性有關，塑性好，收縮量大，從而產生的預壓力大。
6）在預留孔道時，嚴格按照規範操作，盡可能減少孔道表面的凹凸不平，從而減少預應力損失。
以先張法構件為例：
在放鬆預應力鋼筋（面積為ap）前，混凝土達到規定的強度f』cu，此時已經完成第一批預應力損失，預應力鋼筋應力；但混凝土和非預應力鋼筋（面積為ap）均未受力，， （和分別表示預應力混凝土的應力和非預應力鋼筋應力）。
當放鬆預應力鋼筋時，預應力鋼筋的合力np1=()ap全部由構件截面承擔，混凝土受到壓應力，構件發生彈性壓縮。由於鋼筋和混凝土的應變是一致的（變形協調），因此，預應力鋼筋應力由於構件縮短而有所下降： (、分別為非預應力鋼筋、預應力鋼筋與混凝土的彈性模量之比）。
根據放鬆預應力鋼筋時的靜力平衡條件，
並將，代入，則（ao為換算截面面積，ac為扣除鋼筋截面面積及孔道、凹槽後混凝土截面面積。）
從放鬆預應力鋼筋到構件投入使用尚有一段時間。假定在這段時間內構件的第二批損失已經完成，即已完成全部損失，則
完成全部預應力損失後的混凝土壓應力；
完成全部損失後的預應力鋼筋拉應力；
完成全部損失後的非預應力鋼筋預應力；
假設=4.1mpa，，，，ap=144mm2，ac=800mm2。
則ao=800+5.8800+5.69144=6259.36mm2；
即n/mm2；
mm2；
mm2；
由例子可以得出結論：預應力鋼筋拉應力明顯大於混凝土拉應力。
4.結論
在製作階段，由於上述種種原因使預應力產生一定損失，因此，製作時需要施加比理論值更大的張拉力來保證扣除預應力損失後，構件仍具有足夠的預應力值；而在使用階段，施加使用荷載之後，預應力鋼筋的應力還將進一步增加。由於鋼筋在製作過程和使用階段中一直處於高拉應力狀態，所以預應力構件所採用的鋼筋的強度要處於普通構件中鋼筋的強度。
在預應力混凝土構件的製作過程中，預壓區的混凝土強度受到比較大的壓應力，所以混凝土強度必須要高於普通構件的混凝土強度。
[1]中華人民共和國國家標準.鋼結構設計規範（gb 50017—2003）.北京:中國計畫出版社，2003.
[2] 聞寶聯.影響預應力損失的因素及減少預應力損失的措施[j]. 鐵道建築,2012（5）.
[3] 徐箐箐.簡述高強度材料的發展以及在預應力結構中的應用[j].門窗，2012（6）.
預應力混凝土總結
1.何謂預應力混凝土結構？為何施加預應力？依人為需要，施加某一數值和分布的壓應力，用以部分或全部抵消外荷 載產生應力的鋼筋混凝土結構。為了避免鋼筋混凝土結構過早出現裂縫，並充分利用高強鋼筋和高強混 凝土的強度，採用預應力混凝土結構。2.預應力混凝土結構有哪些特點？預應力混凝土結構的主要優點 1 提高...
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