預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理
    鋼筋混凝土是由混凝土和鋼筋兩種物理力學(xué)性能不同的材料所組成的彈塑性材料。混凝土抗拉強(qiáng)度及極限拉應(yīng)變值都很低，其抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/10～1/18，極限拉應(yīng)變僅為0.1×～0.15×，即每米只能拉長(zhǎng)0.1~ 0.15mm，超過后就會(huì)出現(xiàn)裂縫。而鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)的應(yīng)變卻要大得多，約為0.5×～1.5×，如HPB235級(jí)鋼筋就達(dá)0.1×10-2.對(duì)使用上不允許開裂的構(gòu)件，受拉鋼筋的應(yīng)力只能用到20~30N/mm2，不能充分利用其強(qiáng)度。對(duì)于允許開裂的構(gòu)件，當(dāng)受拉鋼筋應(yīng)力達(dá)到250N/mm2時(shí)，裂縫寬度已達(dá)0.2~ 0.3mm，構(gòu)件耐久性有所降低，不宜用于高濕度或侵蝕性環(huán)境中。
    由于混凝土的抗拉性能很差，使鋼筋混凝土存在兩個(gè)無法解決的問題：一是在使用荷載作用下，鋼筋混凝土受拉、受彎等構(gòu)件通常是帶裂縫工作的。裂縫的存在，不僅使構(gòu)件剛度大為降低，而且不能應(yīng)用于不允許開裂的結(jié)構(gòu)中；二是從保證結(jié)構(gòu)耐久性出發(fā)，必須限制裂縫寬度。為了要滿足變形和裂縫控制的要求，則需增大構(gòu)件的截面尺寸和用鋼量，這將導(dǎo)致自重過大，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用于大跨度或承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)成為不可能或很不經(jīng)濟(jì)。從理論上講，提高材料強(qiáng)度可以提高構(gòu)件的承載力，從而達(dá)到節(jié)省材料和減輕構(gòu)件自重的目的。但在普通鋼筋混凝土構(gòu)件中，提高鋼筋強(qiáng)度卻難以收到預(yù)期的效果。這是因?yàn)�，�?duì)配置高強(qiáng)度鋼筋的鋼筋混凝土構(gòu)件而言，承載力可能已不是控制條件，起控制作用的因素可能是裂縫寬度或構(gòu)件的撓度。當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到500~1000N/mm2時(shí)，裂縫寬度將很大，無法滿足使用要求。因而，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)度鋼筋是不能充分發(fā)揮其作用的。而提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)提高構(gòu)件的抗裂性能和控制裂縫寬度的作用也極其有限

 為了避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫過早出現(xiàn)，充分利用高強(qiáng)度鋼筋及高強(qiáng)度混凝土，可以設(shè)法在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受使用荷載前，預(yù)先對(duì)受拉區(qū)的混凝土施加壓力，使它產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力來減小或抵消荷載所引起的混凝土拉應(yīng)力，從而將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應(yīng)力控制在較小范圍，甚至處于受壓狀態(tài)。也就是借助混凝土較高的抗壓能力來彌補(bǔ)其抗拉能力的不足，以推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展，從而提高構(gòu)件的抗裂性能和剛度。這就是預(yù)應(yīng)力混凝土的基本原理。