預應力混凝土是通過張拉高強鋼筋並錨固於混凝土之後而形成的一種(zhǒng)加筋混凝土。張拉預應力後所形成自平衡(héng)內力體係(鋼筋受拉,混凝土(tǔ)受壓),極(jí)大地改善了(le)混凝土結構在外荷載下的行為(wéi)。
針對(duì)素混凝土、鋼筋混凝土以及預應力混凝土(tǔ)構件的受拉行為,進行一些定量討論如下:
(1)對於抗壓強度為35MPa的素混凝土(tǔ)構件,若軸向受拉,混凝土發生開裂時的平均拉應力約在2MPa左右。素混(hún)凝土(tǔ)不僅開裂臨界拉應力低,且抗(kàng)拉強度的不確定(dìng)性大,與破壞前的微小變形密切相關。
(2)在混凝土構(gòu)件中配置縱向普(pǔ)通鋼筋(jīn),構件的受拉(lā)行為將有極大(dà)改善。例如,在上述構件(jiàn)中配置1. 5%的400MPa級鋼筋(體積配筋率約120kg/m3),構件在開裂後的變形能力大大增強,在穿過裂縫(féng)處的鋼筋達到屈服之前,構件(jiàn)仍能維持一定的抵抗變形能力(lì)。雖然開裂(liè)後剛度顯著降(jiàng)低,但仍屬於延性構件。
(3)若在同樣尺寸的(de)混凝土構件中,同(tóng)時配置40kg/m3的普通(tōng)鋼筋和20kg/m3的預應力鋼筋,構件的應力一應變曲線,可見,0.25%的縱向預(yù)應力配筋率將極大地增強構件的強(qiáng)度、韌性和剛度。
眾所周知,在施加預應力之後,混凝土(tǔ)還會在持續應力作用下(xià)發生隨時間(jiān)增長的新的壓縮變形(徐變),並隨濕度降低發生(shēng)體積縮(suō)小(收縮),一(yī)般情況下,徐變收縮的總應變可(kě)達(dá)1‰左右,而普通鋼筋(jīn)的拉伸應變不(bú)過1.5‰左右,這就意味著預應力損失占與2/3。而高強鋼絲的拉伸應變可達7‰,即使有1‰的應變損失,有效(xiào)預應力還可以(yǐ)達(dá)到張拉(lā)應力的6/7。
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