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简答题什么是预应力混凝土？为什么说普通钢筋混凝土结构中无法利用高强度材料，较难建造起大跨度结构？预应力混凝土结构又怎样？
  • 预应力混凝土是在在混凝土结构构件承受外荷载作用之前，预先对由外力产生拉应力部分的混凝土施加压力，造成一种预先的应力状态，使所产生的预压应力以抵消外荷载所引起的大部分或全部拉应力，从而使结构构件在使用时的拉应力不大，甚至仍为压应力。这样，结构构件在外荷载作用下，裂缝不致发生，即使发生，裂缝开展宽度也不致过大。这就是预应力混凝土结构。普通钢筋混凝土结构不可能性充分利用高强度材料，其原因在于：一方面，提高混凝土强度等级对于提高其极限拉应变的作用很小；另一方面，在使用荷载下钢筋应力大致是其设计强度的60%左右，相应拉应变已大大超过混凝土的极限拉应变。譬如，即使是强度不高的I、II级钢筋，使用阶段的应力约50~200N/mm2时，混凝土就已产生宽度为0.1~0.3mm的裂缝。因此，如果采用高强度钢筋，使用阶段的应力可达500~1000N/mm2，裂缝开展宽度将很大，根本不能符合使用要求。所以在普通钢筋混凝土结构中无法利用高强度材料。另外，由于裂缝的出现和开展，大大降低了构件的截面刚度，增大了结构、构件的变形，因此，用普通钢筋混凝土建造大跨度、大开间结构时，为了满足变形要求，必将导致结构的截面尺寸过大，因而自得过大，所以不经济，甚至无法建造。当采用预应力混凝土时，可以采用高强度钢筋及混凝土不存在裂缝过大的问题，而且一般来说预应力钢筋强度越高，则预应力效果越好。关于构件刚度问题，一方面，由于不出现裂缝或者裂缝宽度较小，所以它比相应的普通钢筋混凝土的截面刚度要大，变形要小；另一方面，预应力使构件或结构产生的变形与外荷载产生的变形是相反的（习称“反拱”），因而，前者可以抵消后者一部分变形，使之容易满足结构对变形的要求。所以，预应力混凝土适宜于建造大跨度结构。

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