系统地研究了混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失之后成功地采用高强度钢筋应用于实际预应力工程并在法国建成了一些重要地预应力结构开始预应力的愿望得以实现。由于预应力混凝土结构所具有的优良的结构性能在经历了半个多世纪的发展历程后已成为当今土木工程领域最具发展前途的现代结构之一。工程实践表明采用预应力混凝土是改善结构使用功能节约钢材和能源提高综合经济效益的重要措施。开发和推广预应力混凝土结构技术一直是建设部重点科技攻关项目目前“高效钢筋和预应力混凝土技术”是建设部“九五”期间重点推广应用的十项新技术之一。我国从年推广应用预应力混凝土以后主要按照原苏联钢筋混凝土规范进行设计。在年代年代期间预应力混凝土主要用于房屋构件如屋架下弦杆、屋面薄腹梁、吊车梁、大型屋面板等、铁路及公路简支桥梁中如铁路及公路大梁。近二十年来我国后张预应力混凝土在材料、工艺技术、设计理论和设计方法等方面均取得了重要的进展尤其是无粘结预应力成套技术的成功开发。不断改进和完善大大促进了后张预应力混凝土在我国的应用。目前以采用高强钢丝和钢绞线、高强混凝土并采用现场张拉工艺的高效预应力混凝土正在我国迅速发展已在大跨度屋架和屋面梁、大柱网多层厂房、大跨度公共建筑、高层建筑写字楼、高层住宅、储仓、水池、电视塔及桥梁等结构工程中得到广泛应用。由预应力混凝土的发展历程可见随着人们对建筑的功能要求和空间组合提出越来越高的要求预应力混凝土结构已由早期的简单构件发展为现今复杂的整体受力结构大跨、大空间、良好的结构整体性以及有竞争力的综合经济效益正逐步成为现在建筑结构形式的发展趋势。大跨预应力井式梁框架结构正是顺应这种发展需要因而日益广泛地应用于礼堂、宾馆、体育场馆及商场等大跨度、大空间以及对抗裂和整体抗震性能有较高地房屋建筑中。天津大学工程硕士学位论文第一章绪论关于预应力混凝土的定义由于部分预应力混凝土的思想为人们普遍地接受从年起国际预应力混凝土学会的宗旨由原来的“发展混凝土、预加应力及有关材料与科技为宗旨的国际组织”改变为“发展结构混凝土为宗旨的国际组织”。这表明预应力混凝土是结构混凝土系列中的一种而对于“结构混凝土”国际桥梁与结构协会于年定义为“结构混凝土是指用于结构的各种混凝土的总称包括从简单的素混凝土到复杂的混凝土与钢筋相结合的一个连续结构系列”。”结构混凝土的定义冲破了钢筋混凝土和预应力混凝土的界限最终导致了欧洲国际混凝土委员会和国际预应力混凝土学会的合并年月国际混凝土协会正是成了。美国混凝土协会将预应力混凝土定义为“预应力混凝土是根据需要人为的引入某一数值与分布的内应力、用以部分或全部抵消外荷载应力的一种加筋混凝土”。”即将预应力束的作用视为对结构施加反向荷载以抵抗使用荷载的手段。中国建筑科学研究院的杜拱辰建议从反向荷载的思想出发将预应力混凝土定义为“预应力混凝土是根据需要人为地引入某一数值的反向荷载、用以部分或全部抵消使用荷载的一种加筋混凝土。”陆该定义也是着重强调预应力抵消使用荷载的作用。从等效荷载的反向荷载角度来定义预应力混凝土无疑是一种结构的观点这样的定义比较科学也较直观容易理解。但是这种定义容易让人片面地理解为引入预应力地作用就是为了“抵消掉”部分或全部使用荷载。事实上所说的预应力等效荷载包括两部分一部分是通过预应力筋的锚具作用于结构的集中力和集中弯矩另一部分是因预应力筋曲率引起的垂直于预应力力筋中心线的横向分布力。前面所说的抵消使用荷载的预应力等效荷载实际是指等效荷载中的横向分布力而等效荷载中集中力和集中弯矩则是等效荷载抵消掉使用荷载后的“副产品”。由此可以看出上述对预应力混凝土的定义都只是强调了引入预应力的作用而忽视了引入预应力之后的结果。要准确把握预应力混凝土的定义首先应明确以下几个基本概念预应力等效荷载在任何情况下都是一组自平衡力系。预应力筋及锚具对结构的等效荷载其作用力则作用于预应力筋--锚具隔离体之上。在该隔离体上的作用力必须在平面任意三个自由度上满足平衡条件因而等效荷载是自平天津大学工程硪士学位论文第一章绪论衡的。上述平衡力系中的部分力用于平衡外荷载其余部分力剐作为耨弓入的荷裁作用于结构端部。这样作用的结果相当于通过预应力的施加人为地将外苟裁进行了转移帮载类受楣应改变。正是由于预应力等效荷载是一组自平衡力系所以它在平衡外荷载的同时也在结构中引入了薪酌蔫载。假如仅仅软霉效穗载平衡外耱载的角凄去考虑。忽视端部集中力和集中弯矩的作用可能会造成预应力度和预应力筋线形的不合理。因魏在预应力结构的分拆中应综合考虑等效荷载的作瘸和结祭合理地确定预应力筋线形和预应力的大小从而实现外荷载的有效转换。根攥上述分橱本文认为有爨要胰平衡外载零嚣转移外簸两个方趸去理解颈成力混凝土才能全面地揭示“预应力”的本质作用。基于此建议预应力混凝±定义为“预应力混凝±是校据孺要人为她弓入烟一数德的自平缝穗载、尾以全部或部分抵消使用荷载从而实现使用荷载的有效转移的一种加筋混凝土。”当弋颓应力钢筋混凝土理论及发展水平现代钢麓混凝±结构结构工程发震静总趋势是通过不断的改进设计、施工方法和采用高强、高性能的轻质材料建造更为经济台理的结构。钢筋混凝土黥出现虽然改善了混凝土拉拉强度过低瓣缺点但仍存在嚣个不§解决的阕题一是结构抗裂性低混凝土这种材料其抗压强度较高但抗拉强度很低约为抗压强度的所以抗裂性蓑。出现裂缝早在使用阶段受挝区出现裂缝较多也较宽。二是结构自重比较大结构开裂以后因裂缝开展所以变形也丈。因此当赘载或跨度增加的时钢筋混凝±结构只剪靠增加构件截丽的尺寸或增加钢筋角量的方法来控制裂缝和变形。显然这种做法既不经济又必然增加结构鲍自重因两使钢筋混凝土的使用范固受到了很大的限制。男外因为裂缝增大后无法使高强度钢筋在结构中充分发挥作用。为了使钢筋漉凝土结构能得到进一步的发展就必须解决混凝土抗拉性能弱这一缺陷。预应力混凝士结构的出现就克服钢筋混凝±结构韵这些缺点。年法国科学家弗莱西奈。成功研制出预应力钢筋混凝土年开始大量的雄广籀二次挝界大战结束以冠城市交通与工业急需重点煎建与改建采用预应力混凝土代替钢结构解决了当时刚才供应不足的状况。经过数十年的实戢与完善猫前已成为一项专门瓣实用技术近余年来建筑土木工程试验大量实践充分证明了预应力混凝土结构能够节约钢材、木材、水天津大学工稳磁士学位论文第一章绪论泥延长使用寿命并具有耐火、耐高压、耐腐蚀抗疲劳等优点是当代工程建设中一种重要的结构材料墩是±建工程的一种高新结构技术。在我国建筑预应力技术推广应用已有四十余年先后经历了①研制与推广应用低强度蓣应力浸凝主的阶段②推广应用低强度颟应力混凝土研制与开发先张、后张高强预应力混凝土③设计与施工规范基本配套在预应力工艺上有了掰戆发震结橡疼单个枸《孛预应力发震鞫整体嚣张预应力。目裁阶段我国的预应力研究主要以发展高强高效预应力混凝土健全有粘结与无粘结预瘦力结构体系及成套技术。不仅在建筑、桥粱上应用雨量靛空、能源、水利、交通、邮电、电讯、电力、化工、食品、轻工等备个领域均进入全面采用高强赢效预应力漫凝±结构的颓阶段从应嗣的方覆与其技术水平说明了我国预应力混凝土技术已步入国际先进行列。无糕结颈应力混凝±的定义无糕缝预应力翁鹣壤念旱在年代德豳的。裁搀啦并取褥了专利。在第次世界大战期间德国柏林的也成功地应用了无粘结预废力篾。无糙结预应力滢凝土的援簧优点是由于秃需预嚣孑道瞧不必灌浆因此施工简便工期短造价也较低。目前在国外已得到广泛的应用。在我国蠡年代以来无旗结预应力混凝±得到了广泛的应用。在房星建筑方面最有代表性的建筑是一东国际大厦层无锡第一纺织厂的车间及北京科技活动中心报告厅的井式楼盏。到年代我国采用无糙结预应力混凝土的建筑已经超过万目前芷以每年百万平方米的速度递增。无粘结顶应力混凝士有两种翟式…种是预濂力筋仍然设置在混凝士体内但与混凝上没有粘结在起预应力筋在孔道的鼹个锚圈点问可以自由濑动这种形式主要用予房屋结构另一种是顶应力筋设置在混凝土体外亦称体外索无粘结颈应力混凝土。这科形式拖工最为简便多用于桥梁结构与跨饺较大的席屋结构用予箱形结构最合适。无粘结预应力混凝土结构具商无需预豳孔邋、无需灌浆等优点而且这种结构不仅经济逐具有更换预应力筋的可能往以及预应力筋可以单独防腐的特点今后将更加广泛地被应用。由于无粘结预应力混凝土结构的预应力筋与混凝土不楚糖结在一霆溺此它的受力性能与邋常的被结预巍力混袋±结构不同。由于预应力筋与混凝土不是粘结在一起预应力筋在梁体内的变形不像天津大学工程硕士学位论文第章绪论泥延长使用寿命并具有耐火、耐高压、耐腐蚀抗疲劳等优点是当代工程建设中一种重要的结构木料也是土建工程的一种高新结构技术。在我国建筑预应力技术推广应用已有四十余年先后经历了①研制与推。应用低强度预应力混凝十的阶段②推广应用低强度预应力混凝土研制与开发先张、后张高强预应力涡凝土③设计与施工规范基本配套在预应力工艺上有了新的发展结构由单个构件预应力发展到整体后张预应力。目前阶段我国的预应力研究主要以发展高强高效预应力混凝土健全有粘结与无粘结预应力结构体系及成套技术。不仅在建筑、桥梁上应用而且航空、能源、水利、交通、邮电、电讯、电力、化工、食品、轻工等各个领域均进入全面采用高强高效预应力混凝土结构的新阶段从应用的方面与其技术水平说明了我国预应力混凝土技术已步入国际先进行列。无粘结预应力混凝土的定义无粘结顸应力筋的概念早在年代德国的就提出并取得了专利。在第二次世界大战期间德国柏林的也成功地应用无粘结预应力筋。无粘结预麻力混凝土的显著优点是由于无需预留孔道也不必灌浆因此施工简便工期短造价电较低。目前在国外已得到广泛的应用。在我国自年代以来无粘结预应力混凝土得到了广泛的应用。在房崖建筑方面最有代表性的建筑是广东国际大厦层无锡第一纺织厂的车间及北京科技活动中心报告厅的井式楼盖。到年代我国采用无粘结预应力混凝十的建筑已经超过万“目前正以每年百万平方米的速度递增。无粘结顶应力混凝士有两种型式种是预压力筋仍然设置在混凝土体内但与混凝上没有粘结在一起预应力筋在道的两个锚固点间可以自由滑动这种形式主要用于房屋结构另一种是顶应力筋设置在混凝土体外亦称体外索无粘结预应力混凝土。这种形式施工最为简便多用于桥梁结构与跨径较大的房屋结构用于箱形结构最合适。无粘结预应力混凝±结构具有无需预留孔道、无需灌浆等优点而且这种结构不仅经济还具有更换预应力筋的可能性咀及预应力筋可以单独防腐的特点今后将更加广泛地被应用。由于无粘结积应力混凝土结构的预应力筋与混凝土不是粘结在一起因此它的受力性能与通常的粘结预应力混凝土结构不同。