鋼結(jié)構(gòu)建立預(yù)應(yīng)力的方法主要有三種：
①?gòu)埨O(shè)在鋼結(jié)構(gòu)里或外的柔性桿，對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體或一部分建立初應(yīng)力，柔性桿通常采用高強(qiáng)度鋼絲束（繩）或圓鋼。這時(shí)柔性桿的初應(yīng)力是受拉；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的初應(yīng)力是一部分受壓、一部分受拉。這些初應(yīng)力彼此相互平衡，當(dāng)與荷載引起的應(yīng)力疊加時(shí)，柔性拉桿的應(yīng)力增加，而結(jié)構(gòu)或構(gòu)件各部分的應(yīng)力將小于相應(yīng)非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力，從而可減小截面。實(shí)質(zhì)上這是利用抗拉強(qiáng)度很高的鋼材代替一部分普通鋼材，是工程中應(yīng)用較多的方法。
②在超靜定結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，升高或降低某些支座以建立預(yù)應(yīng)力。如兩跨連續(xù)梁，先降低中間支座建立初彎矩，當(dāng)與荷載引起的彎矩疊加時(shí)，可減小起控制作用的支座彎矩，從而節(jié)約鋼材。
③強(qiáng)制結(jié)構(gòu)部件在有彈性變形狀態(tài)下進(jìn)行組裝，利用恢復(fù)變形的能力以建立預(yù)應(yīng)力。如由兩根T形鋼組成的I形鋼梁,先對(duì)I形鋼反向施加預(yù)頂力后,將兩根T形鋼焊接成整體；整體梁在卸除預(yù)頂力后即建立起預(yù)應(yīng)力，該預(yù)應(yīng)力在梁截面的中間部分與荷載引起的應(yīng)力同號(hào)，但上、下翼緣與荷載引起的應(yīng)力異號(hào)；預(yù)應(yīng)力與荷載引起的應(yīng)力疊加所得梁截面的應(yīng)力較均勻，上、下翼緣的最大應(yīng)力較小，從而提高了梁的承載能力，節(jié)約了鋼材。
預(yù)應(yīng)力的建立可以一次完成，也可隨結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上荷載的增加而分階段多次完成。前者稱為單次預(yù)應(yīng)力，后者稱為多次預(yù)應(yīng)力。多次預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)常比單次預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)受力更合理，材料利用更充分；但技術(shù)要求較高，施工也復(fù)雜。
與非預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)相比較，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)還可擴(kuò)大結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的彈性工作范圍，減小撓度，更有效地利用高強(qiáng)度鋼材,從而改善結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的工作狀況。但是,建立鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力常需設(shè)置柔性拉桿的支承腳和錨固夾頭等附加零件，致使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的構(gòu)造復(fù)雜，制造和安裝費(fèi)工。此外，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和高應(yīng)力狀態(tài)下高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用，往往使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的應(yīng)力集中和加大脆性斷裂的可能性。對(duì)柔性拉桿的防腐和防火也需要予以重視。
在設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)及計(jì)算其整體和各部件的強(qiáng)度、穩(wěn)定和變形時(shí)，不但應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中各種荷載的作用，而且還應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力的作用，以保證結(jié)構(gòu)的安全和正常使用。
預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
一是可以充分、反復(fù)地利用鋼材彈性強(qiáng)度幅值，從而提高結(jié)構(gòu)承載能力。傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的承載力是從材料的零應(yīng)力狀態(tài)開(kāi)始，逐漸加 載而達(dá)到材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度而終止受力的，其承載力即為結(jié)構(gòu)承受各種荷載的總和。而預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)承載力則始于預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)應(yīng)力狀態(tài)。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)受載后，材料 經(jīng)過(guò)負(fù)應(yīng)力→零應(yīng)力→正應(yīng)力→設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)力，達(dá)到結(jié)構(gòu)的承載力終值。所以，結(jié)構(gòu)承載力提高部分是由材料從負(fù)應(yīng)力至零應(yīng)力這一階段貢獻(xiàn)的。多次預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 具有多次從負(fù)應(yīng)力至零應(yīng)力的受載過(guò)程，因此，其能多次作出貢獻(xiàn)，所以具有更大的承載能力。
二是可以改善結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)，降低應(yīng)力峰值。譬如，受彎構(gòu)件中的峰值彎矩，可以通過(guò)增加撐桿施加預(yù)應(yīng)力，將部分彎矩轉(zhuǎn)換為軸向力。因此，將彎矩峰值降低，并減小構(gòu)件截面，甚至利用預(yù)應(yīng)力技術(shù)創(chuàng)造出零彎矩的橫向結(jié)構(gòu)體系，如索穹頂。
三是可以提高結(jié)構(gòu)剛度及穩(wěn)定性，改善結(jié)構(gòu)的各種屬性。預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形常與荷載下變形反向，因而結(jié)構(gòu)剛度得以提高。由于布索而改變結(jié)構(gòu)邊界條件，可以提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。預(yù)應(yīng)力可以調(diào)整結(jié)構(gòu)循環(huán)應(yīng)力特征而提高疲勞強(qiáng)度。降低結(jié)構(gòu)自重而減小地震荷載，從而提高其抗震性能等。
四是可以降低用鋼量，節(jié)約成本。挖掘鋼材強(qiáng)度潛力，改善結(jié)構(gòu)邊界條件，優(yōu)化結(jié)構(gòu)桿件、截面尺寸，創(chuàng)新承重結(jié)構(gòu)體系等優(yōu)勢(shì)的總和，必然反映在降低鋼材總量 上。在保證結(jié)構(gòu)承載和使用功能的前提下，節(jié)約材料消耗量、降低成本，就是設(shè)計(jì)人員在本職工作中體現(xiàn)“低碳經(jīng)濟(jì)”、“綠色建筑”理念的大事。
