预应力构件与非预应力构件的比较

现以后张法预应力轴心受拉构件和非预应力轴心受拉构件为例（两者的截面尺寸、材料及配筋数量完全相同）说明预应力构件与非预应力构件受力的异同点。

图11-27为上述两类构件在施工阶段、使用阶段和破坏阶段预应力筋、普通钢筋和混凝土的应力及荷载变化示意图。横坐标代表荷载，原点0左边为施工阶段预应力筋的回弹力，右边为使用阶段和破坏阶段作用的外力。纵坐标0点上、下方代表预应力筋、普通钢筋和混凝土的拉、压应力。实线为预应力构件，虚线为非预应力构件。由图中曲线对比可以看出：

图11-27 轴心受拉构件各阶段的钢筋和混凝土应力变化曲线示意图

图中：●—预应力筋 ×—普通钢筋 ○—混凝土预应力构件 ——非预应力构件(www.xing528.com)

（1）施工阶段（或受外荷载以前）非预应力构件钢筋和混凝土的应力全为零。而预应力构件中预应力筋和混凝土的应力则始终处于高应力状态之中。

（2）在荷载N_p0Ⅱ以前，普通混凝土早已开裂而预应力混凝土还一直处于受压状态，这样可充分发挥混凝土抗压性能好，预应力筋强度高的优点。

（3）预应力构件的开裂荷载N_cr远远大于非预应力构件的开裂荷载N′_cr，N_cr=N_p0Ⅱ+N′_cr。开裂荷载与破坏荷载之比，前者可达0.9以上，甚至可能发生一开裂就破坏的现象。而后者仅为0.10～0.15左右。相比之下，预应力构件显得比较脆，这也是它的缺点。

（4）两类构件的极限荷载相等，都为N_u。图中可明显地看出，非预应力构件不能采用高强钢筋，否则就会因裂缝过宽而不满足正常使用极限状态的要求，只有采用预应力才能发挥高强钢筋的作用。图中预应力构件在外荷载N≤N_cr时，预应力筋应力变化较小，故预应力构件更适合于受疲劳荷载作用下的构件，例如吊车梁、铁路桥梁、公路桥梁等。