如前面所述，混凝土的极限拉应变很小，约为（0.1～0.15）×10-3，因此，在钢筋混凝土受弯构件的整体工作阶段，纵向受拉钢筋的应力仅为20～30N／mm2（其值远小于钢筋的屈服强度）。当钢筋应力超过此值时，混凝土将产生裂缝。所以，在正常使用条件下，普通钢筋混凝土结构的受拉区一般均已出现裂缝，这将导致构件刚度降低，变形增大。为了限制构件的裂缝宽度和结构的变形，往往需要增大构件截面尺寸和用钢量，这是不经济的，尤其是对于跨度大、荷载重的结构和对裂缝宽度限制较严的结构，构件将很笨重，既费钢材，又不利于施工。当采用高强混凝土和高强钢筋时，可以有效地减轻结构自重、节省钢材和降低造价，但是，在普通钢筋混凝土结构中采用高强钢筋，在使用荷载下钢筋应力更高，裂缝宽度也将更大，往往难以满足使用要求。由上述可见，由于在使用荷载下，普通钢筋混凝土结构的受拉区往往已出现裂缝，这在一定程度上限制了普通钢筋混凝土的应用范围，同时也限制了高强材料，特别是高强钢筋的应用。
为了避免混凝土过早开裂，并有效地利用高强材料，采用预应力混凝土结构是最有效的方法之一。预应力混凝土结构的基本原理是：在结构承载时将发生拉应力的部位，预先用某种方法对混凝土施加一定的压应力，这样，当结构承载而产生拉应力时，必须先抵消混凝土的预压应力，然后才能随着荷载的增加使混凝土产生拉应力，进而出现裂缝。由此可见，采用预应力混凝土可延缓受拉混凝土的开裂或裂缝开展，使结构在使用荷载下不出现裂缝或不产生过大裂缝。
现在以图10-1中所示的轴心受拉构件为例，来进一步说明预应力混凝土的概念。
图10-1 预应力混凝土轴心受拉构件基本原理示意图
在外荷载作用之前，用张拉预应力钢筋的方法，使构件截面产生预压应力σpc，如图10-1a所示。在外荷载（轴心拉力）作用下，构件截面将产生拉应力σc，如图10-1b所示。显然，在预应力和外荷载共同作用下，构件截面的应力图形为上述两种情况叠加的结果。根据预压应力值σpc和荷载产生的拉应力σc 的大小不同，其叠加后的应力状态可以有下列几种情况：当σpc＞σc 时，即外荷载作用下产生的拉应力σc 还不足以抵消预压应力σpc，截面仍处于受压状态；当σpc=σc 时，即预压应力σpc和外荷载作用下产生的拉应力σc 互相抵消，截面的应力为零；当σpc＜σc 时，即外荷载作用下产生的拉应力σc 不仅全部抵消预压应力σpc，而且还将产生拉应力，这时，截面已处于受拉状态。当截面的拉应力未达到混凝土的抗拉强度时，构件不会开裂；当截面的拉应力达到或超过混凝土的抗拉强度时，构件将出现裂缝。可以看出，由于预压应力σpc全部（或部分）抵消了外荷载作用下产生的拉应力σc，因而使构件不开裂或延迟裂缝的出现和延缓裂缝的开展。
预应力混凝土与钢筋混凝土相比，在增强结构构件的抗裂性与耐久性、提高结构构件刚度、改善结构疲劳性能及节约工程材料等方面均有明显的优越性，具体分述如下：
（1）增强结构抗裂性和抗渗性。
由于对结构构件的受拉区可能开裂的部位施加了预压应力，这就避免了混凝土在使用荷载下出现裂缝。如钢筋混凝土屋架的下弦和水池、压力管等，当施加预应力后，便可增强结构的抗裂和抗渗性能。
（2）改善结构的耐久性。(www.xing528.com)
预应力混凝土构件在使用荷载下不产生裂缝或裂缝宽度较小，因此，结构中的钢筋将可避免或较少受外界有害因素的侵蚀，从而大大提高了构件的耐久性。
（3）提高了结构与构件的刚度，减小结构变形。
结构构件开裂后，刚度将显著下降，而预应力混凝土构件在使用荷载下可避免产生裂缝（或减小裂缝宽度），这就使结构的弹性范围增大，相对地提高了构件的截面刚度。同时，预应力还可使梁等构件产生一定的反拱（即向上的反挠度）。所以，在使用荷载下，预应力混凝土梁的挠度与变形比同样的普通钢筋混凝土梁要小许多，故预应力混凝土构件特别适用于大跨度、大悬臂等对变形控制要求较严格的结构。
（4）合理利用高强度材料，减轻结构的自重。
由于预应力混凝土具有提高结构抗裂性、刚度等优点，这就为利用高强材料，尤其是高强钢筋创造了条件。由于预应力混凝土可以采用高强度混凝土及高强度钢筋等高效材料，从而可大大地减轻了结构的自重，有利于大跨、重载、超高层等结构的应用发展。
（5）提高工程质量。
对于预应力混凝土结构，由于在张拉预应力钢筋阶段相当于对构件作了一次荷载检验，能及时发现结构构件的薄弱点，因而对保证工程质量是很有效的。
此外，预应力混凝土可提高结构的抗疲劳能力和增强结构的稳定性。
采用预应力混凝土也有某些不足之处，如需要张拉设备和锚固装置，制作结构要求较高，施工周期较长。
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