预应力混凝土的基本原理图解
为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，可
以设法在结构构件承受使用荷载前，预先对受拉区的混凝土施加压力，使它产生预压应力来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态。

也就是借助混凝土较高的抗压能力来弥补其抗拉能力的不足，以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。

这就是预应力混凝土的基本原理。

图: 预应力混凝土简支梁结构的基本原理
(a)预应力作用； (b)使用荷载作用； (c)预应力和荷载共同作用
现以图所示的简支梁为例，进一步说明预应力混凝土的基本原理。

在构件承受使用荷载q以前，设法将钢筋（其截面面积为）拉伸一段长度，使其产生拉应力，则钢筋中的总拉力为＝。

将张拉后的钢筋设法固定在构件的两端，则相当于对构件两端施加了一对偏心压力，从而在受拉区建立起预压应力（图a）。

当在梁上施加使用荷载q时，梁内将产生与预应力反号的应力（图b）。

叠加后的应力如图c所示。

显然，叠加后受拉区边缘的拉应力将小于由q在受拉区边缘引起的拉应力。

若叠加后受拉区边缘的拉应力小于混凝土的抗拉强度，则梁不会开裂；若超过混凝土的抗拉强度，构件虽然开裂，但裂缝宽度较未施加预应力的构件小。

预应力的概念在生产和生活中应用颇广。

盛水的木桶在使用前要用铁箍把木板箍紧，就是为了使木块受到环向预压力，装水后，只要由水产生的环向拉力不超过预压力，就不会漏水。

与钢筋混凝土相比，预应力混凝土具有以下特点：
（1）构件的抗裂性能较好。

（2）构件的刚度较大。

由于预应力混凝土能延迟裂缝的出现和开展，并且受弯构件要产生反拱，因而可以减小受弯构件在荷载作用下的挠度。

（3）构件的耐久性较好。

由于预应力混凝土能使构件不出现裂缝或减小裂缝宽度，因而可以减少大气或侵蚀性介质对钢筋的侵蚀，从而延长构件的使用期限。

（4）可以减小构件截面尺寸，节省材料，减轻自重，既可以达到经济的目的，又可以扩大钢筋混凝土结构的使用范围，例如可以用于大跨度结构，代替某些钢结构。

（5）工序较多，施工较复杂，且需要张拉设备和锚具等设施。

由于预应力混凝土具有以上特点，因而在工程结构中得到了广泛的应用。

在工业与民用建筑中，屋面板、楼板、檩条、吊车梁、柱、墙板、基础等构配件，都可采用预应力混凝土。

需要指出，预应力混凝土不能提高构件的承载能力。

也就是说，当截面和材料相同时，预应力混凝土与普通钢筋混凝土受弯构件的承载能力相同，与受拉区钢筋是否施加预应力无关。