预应力混凝土

尽管1886年旧金山的一位工程师申请了预应力混凝土的专利,但直到半个世纪后,它才成为一种被接受的建筑材料。二战后欧洲钢材短缺,加上高强度混凝土的技术进步和钢制成的预应力混凝土是欧洲战后重建的首选建筑材料。北美第一个预应力混凝土结构,宾夕法尼亚州费城的胡桃巷纪念桥,直到1951年才完工。

在传统的钢筋混凝土中,钢的高抗拉强度与混凝土的抗压强度结合,形成压缩和张力的结构材料。预应力混凝土背后的原理是在施加负载之前由混凝土构件中的高强度钢筋诱导的压缩应力将平衡在服务期间在构件中施加的拉伸应力。

预应力消除了许多设计限制,传统的混凝土地方的跨度和荷载,并允许屋顶,地板,桥梁和墙壁的建筑更长的无支撑跨度。这使得建筑师和工程师可以在不牺牲强度的情况下设计和建造更轻、更浅的混凝土结构。

预应力背后的原则是应用的,当一排书籍从一个地方移动到另一个地方时。代替垂直堆叠书籍并携带它们,通过将压力施加到行的末端,可以在水平位置移动。当施加足够的压力时,在整个行中引起压缩应力,并且整个行可以立即抬起并水平地携带。

抗压强度增加

通过预张紧或后张紧钢筋,在预应力混凝土中诱导压缩应力。

在预紧时,钢在放置混凝土之前伸展。高强度钢筋肌腱置于两台基台之间,并将其拉伸至70%至80%的最终强度。将混凝土倒入肌腱周围的模具中并使其固化。一旦混凝土达到所需的强度,就释放拉伸力。随着钢的反应以重新获得其原始长度,拉伸应力转换成混凝土中的压缩应力。预张紧混凝土的典型产品是屋顶板,桩,杆,桥梁,墙板和铁路领带。

在后拉过程中,钢筋在混凝土硬化后被拉伸。混凝土在周围浇筑,但不与未拉伸的钢接触。在许多情况下,管道形成在混凝土单元使用薄壁钢形式。一旦混凝土硬化到所需的强度,钢筋束被插入和拉伸到单元的末端,并从外部锚定,使混凝土受压。后张混凝土用于现浇混凝土、桥梁、大梁、楼板、壳体、屋顶和人行道。

预应力混凝土在商业建筑领域经历了最大的增长。对于像购物中心这样的建筑,预应力混凝土是一个理想的选择,因为它提供了必要的跨度长度的灵活性和内部结构的改变。预应力混凝土也用于学校礼堂、体育馆和食堂,因为它的声学特性和提供长时间开放空间的能力。预应力混凝土最广泛的用途之一是车库。

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