预应力混凝土

预应力混凝土是建筑中使用的一种混凝土形式。 它在生产过程中基本上被预应力（压缩），以加强它抵抗使用时存在的拉力的方式。

这种压缩是由位于混凝土内或附近的高强度钢筋的张紧产生的，用于提高混凝土在使用中的性能。 钢筋束可能由单根钢丝、多根钢丝股或螺纹杆组成，它们通常由高强度钢、碳纤维或芳纶纤维制成。 预应力混凝土的本质是，一旦施加初始压力，所得材料在承受任何后续压缩力时具有高强度混凝土的特性，而在承受拉力时具有延性高强钢的特性。 在许多情况下，与传统的钢筋混凝土相比，这可以提高结构能力和/或适用性。 在预应力混凝土构件中，内部应力以有计划的方式引入，以便将施加的载荷产生的应力抵消到所需的程度。

预应力混合凝土广泛用于建筑和土木结构，与简单的钢筋混凝土相比，其改进的性能可以允许更长的跨度、更小的结构厚度和节省材料。 典型应用包括高层建筑、住宅楼板、地基系统、桥梁和水坝结构、筒仓和储罐、工业路面和核安全壳结构。

预应力混凝土首次使用于 19 世纪后期，其发展已经超越了预张法，包括后张法，后张法发生在混凝土浇筑之后。 张紧系统可分为单股，其中每根钢筋束或钢丝单独受力，或多股，其中钢筋束中的所有股线或钢丝同时受力。 钢筋束可以位于混凝土体积内（内部预应力）或完全位于混凝土体积之外（外部预应力）。 预张混凝土使用直接与混凝土粘合的钢筋，而后张混凝土可以使用粘合或非粘合钢筋。

预应力混凝土是预应力混凝土的一种变体，其中在浇注混凝土之前先张紧钢筋束。 混凝土在固化时与钢筋束结合，随后钢筋束的末端锚固被释放，钢筋束张力通过静摩擦以压缩形式传递到混凝土。

预张紧是一种常见的预制技术，由此产生的混凝土构件在远离最终结构位置的地方制造，并在固化后运输到现场。 它需要坚固、稳定的末端锚固点，肌腱在锚固点之间伸展。 这些锚固形成浇筑床的端部，浇筑床的长度可能是正在制造的混凝土构件的长度的许多倍。 这允许在一个预紧操作中端到端地构建多个元件，从而实现显着的生产力效益和规模经济。

新凝固的混凝土与钢筋束表面之间可实现的粘合（或附着力）量对于预张紧过程至关重要，因为它决定了钢筋束锚固何时可以安全释放。 早期混凝土中较高的粘结强度将加快生产速度并使制造更经济。 为了促进这一点，预张紧筋通常由孤立的单线或股线组成，这提供了比成束钢筋更大的表面积用于粘合。

与后张混凝土不同，预张混凝土构件的钢筋通常在端部锚固之间形成直线。 在需要异型钢筋或竖钢筋的情况下，一个或多个中间偏心器位于钢筋的两端之间，以在张紧过程中将钢筋保持在所需的非线性对齐状态。 这样的偏心器通常会抵抗很大的力，因此需要坚固的铸造床基础系统。 直筋通常用于线性预制构件，例如浅梁、空心板和楼板； 而异形筋更常见于更深的预制桥梁和大梁中。

预应力混凝土最常用于制造结构梁、楼板、空心板、阳台、过梁、打入桩、水箱和混凝土管道。

后张混凝土是预应力混凝土的一种变体，在周围的混凝土结构浇筑完成后，钢筋束被张紧。

钢筋束不与混凝土直接接触，而是封装在一个保护套筒或管道内，该保护套筒或管道浇注在混凝土结构中或放置在混凝土结构附近。 在钢筋束的每一端都有一个锚固组件，牢固地固定在周围的混凝土上。