結構
預應力在結構承受外荷載之前，預先對其在外荷載作用下的受拉區施加壓應力，以改善結構使用的性能的結構型式稱之為預應力結構。
如木桶，在還沒裝水之前採用鐵箍或竹箍套緊桶壁，便對木桶壁產生一個環向的壓應力，若施加的壓應力超過水壓力引起的拉應力，木桶就不會開裂漏水。在圓形水池上作用預應力就像木桶加箍一樣。同樣，在受彎構件的荷載加上去之前給構件施加預應力就會產生一個和與荷載作用產生的變形相反的變形，荷載要構件沿作用方向發生變形之前必須最先把這個與荷載相反的變形抵消，才能繼續使構件沿荷載方向發生變形。這樣，預應力就像給構件多施加了一道防護一樣。
體外預應力
預應力體外預應力鋼筋與混凝土截面變形不協調，在應力計算中不能將體外預應力鋼束面積計入換算截面的特徵。
由於管道在結構體外，直線段體外預應力鋼束的摩阻損失小，幾乎可以忽略不計，而曲線段體外預應力鋼束的摩擦係數與採用的體外預應力鋼束類型有關。
由於截面變形造成的預應力損失需根據體外預應力體系與結構的粘結關係來計算。這部分包括混凝土彈性壓縮損失和混凝土徐變、收縮引起的預應力損失。若體外預應力鋼束為無粘結形式，則這部分損失計算與錨固點間相對位移差有關。故其計算方法與體內預應力鋼束不同。
2、體外預應力鋼束在轉向結構處的滑移
體外預應力鋼束在轉向結構處是否產生滑移以及由於滑移引起的應力重分布，需根據體外預應力體系與結構的粘結關係來判斷。若鋼束在轉向點固定，則體外預應力鋼束在轉向結構處無滑移發生；若在轉向處可以滑移，則需要根據轉向結構兩端的鋼束拉力差和鋼束在轉向處的摩阻來判斷是否發生滑移。
3、體外預應力鋼束的二次效應
體外預應力鋼束僅在錨固和轉向位置處，才能與結構的豎向位移相協調，豎向約束點越少，結構變形時體外預應力鋼束偏離原位置就越多，這就是體外預應力鋼束的二次效應。二次效應是體外預應力結構在彈性階段區別於體內預應力結構的特徵之一。由於二次效應考慮的是體外預應力鋼束與結構豎向變形的差異，故這種效應是非線性的，對二次效應的研究必須考慮結構的非線性影響。體外預應力在有限元計算中的實現目前體外預應力的有限元計算主要有兩種方法：
1、以等效 荷載的形式添加體外預應力；
2、單獨建立體外束單元的方式實現。
方法1能近似的計算預應力損失，但無法考慮轉向塊的作用（粘結滑移），且由於方法1是以荷載形式表達的（沒有實際的結構），所以難以考慮鋼束的二次效應。
方法2用結構來模擬預應力，因此能較好的考慮鋼束的二次效應，但預應力損失的計算與轉向塊的模擬存在一定的技術門檻，但是這並不是不能克服的，這一點在 WISEPLUS中已經提供了相關技術的實現。體外預應力鋼束的疲勞評價
預應力區別
表1：| 階段 | 內容 | 體外預應力結構 | 體內預應力結構 |
| 構造 | 鋼束位置 | 混凝土結構外部 | 混凝土結構內部 |
| 鋼束與結構關係 | 可以由設計者指定，可能在錨固及轉向處建立與結構的完全粘結關係。但一般體外預應力體系與結構是無粘結的，與結構相應截面的變形不協調 | 與結構完全粘結，在任意截面與結構的相應截面變形協調 | |
| 鋼束構造及 防護措施 | 體外鋼束本身；HDPE管道；水泥灌漿或非剛性灌漿材料 | 波紋管道；水泥灌漿 | |
| 特殊構造措施 | 轉向結構及錨固結構；體外束體系 | 不需要特殊的構造措施 | |
| 設計與 計算 | 截面與鋼束選擇 | 可以儘量壓縮非結構尺寸；體外鋼束可選大噸位鋼束 | 體內鋼束受腹板厚度限制，或只能增加非結構尺寸來容納體內鋼束 |
| 鋼束布置 | 體外鋼束錨固位置一般為橋台或橋墩橫樑處，故體外鋼束一般用作成橋後的通長鋼束；同時，體外束布置在箱內，布置空間較大，束型選擇比較自由 | 錨固位置較為自由，可以直接錨在腹板上，也可以彎出錨在箱梁內部；由於只能布置在箱梁壁內，鋼束布置受到幾何尺寸局限較大 | |
| 預應力摩擦損失 | 僅轉向彎曲段有摩擦損失，直線段部分幾乎沒有 | 受管道不平整和摩擦影響，預應力損失較大 | |
| 其他預應力損失 | 由於體外束與結構不發生共同變形，由分批張拉、混凝土收縮徐變產生的預應力損失與體內束計算方法不同 | 體內束與截面變形協調，由分批張拉、混凝土收縮徐變等產生的預應力損失引起的預應力損失較體外束大 | |
| 抗彎極限承載力 | 由於體外索變形在錨固點或轉向處之間平均分配，故其極限變形小，鋼束極限應力一般較低，需要更多的鋼束或鋼筋面積來滿足極限承載力 | 鋼束變形與截面混凝土協調，體內索在結構破壞時局部至屈服，極限承載力較高 | |
| 特殊非線性因素 | 體外預應力鋼束在轉向處有滑移；體外預應力鋼束與結構變形不協調產生二次效應 | 沒有特殊非線性因素 | |
| 特殊構造設計 | 體外預應力鋼束的轉向結構和錨固結構是體外預應力結構特有的關鍵構造，需要進行單獨的分析和設計 | 一般無需局部位置設計 | |
| 其他特殊考慮 | 需要關注體外束體系的防腐、減振等系統，並在結構或體外束體系上保證可檢測、可調換的特點，甚至需要滿足單根操作（單根穿束、張拉、錨固、檢測、替換）的要求 | 由於近來對體內束灌漿問題的關注，需要特別注意灌漿質量的保證 | |
| 施工 | 施工方案的確定 | 當採用預製節段施工時，需要綜合考慮預製場地、節段從場地到橋位的運輸方式、節段在橋位的架設方式、架設設備的運輸和安裝，這些因素甚至影響結構在設計之初的構造設計 | 現澆的體內預應力混凝土結構通常採用散件運輸，現場施工，故一般不占用其他資源 |
| 預應力鋼束施工 | 體外預應力束布置在箱外，預應力鋼束布置與施工簡單許多，特別當體外束採用單根操作時，施工更為簡便 | 後張法體內束的管道布置、穿索等工序煩雜，在大跨結構中由於鋼束眾多，故預應力鋼束的現場施工較麻煩，同時現場質量控制工作量大 | |
| 混凝土施工 | 由於鋼束布置在外，混凝土澆築質量易保證；特別當採用預製節段施工時，混凝土施工基本在預製場內，質量可以完全保證 | 混凝土結構內部預應力鋼束的管道干擾較多，混凝土澆築需要特別仔細；同時現場混凝土施工量大，質量很難始終保持一致 | |
| 後期管理 | 鋼束的檢查 | 體外預應力鋼束在混凝土結構體外，可以定期檢查，從而可以把握鋼束的應力變化 | 至今尚未具有較好的檢查手段 |
| 鋼束的更換 | 體外預應力鋼束可以在需要時進行調整及更換 | 體內鋼束不可能更換 |
歷史回顧
房屋建築中的預應力砼技術發展歷史五十年代初，大量工業廠房和民用建築需要興建，而結構材料，特別是型鋼和木材奇缺，由於難以解決廠房鋼結構屋蓋與鋼吊車梁的型鋼用料，迫切需要改用預應力混凝土來代替。按照預應力經典理論，生產預應力混凝土必須要用高強鋼材(鋼絲和鋼筋)和高強混凝土，要用專門的張拉千斤頂、錨夾具及其配套的專用機械與零部件，而在我國當年除書本知識外，真是一窮二白，一無所有。要從國外進口，既缺外匯，又受帝國主義封鎖，而蘇聯當時也剛剛起步，在人力物力上無力對我援助。在這一艱難時刻，原建築工程部建築科學技術研究所(中國建築科學研究院前身)接受了國家計委的任務，沿著自力更生、土法上馬、走不同於國外的具有中國特色的低強鋼材預應力的發展道路，開始了預應力混凝土的研究。從五十年代初至七十年代末，我國房屋結構中開發研製了一整套預製預應力砼構件技術，如屋面梁、屋架、吊車梁、大型屋面板、空心樓板等，其中預應力空心板年產量達一千萬立方米以上。這一時期的預應力技術特點是採用中、低強預應力鋼材，採用中國特色的預應力砼張拉錨固工藝技術。
從八十年代初至九十年代末，房屋建築中預應力砼技術得到巨大發展，其顯著特點是採用高強預應力砼鋼材及相應工藝技術，對整體結構施加預應力，技術水平接近已開發國家先進水平。二十年間建設了一大批預應力砼工程，其中有代表性的工程有63層預應力砼樓面的廣東國際大廈；241米高的青島中銀大廈；單體預應力砼面積最大的首都國際機場新航站樓等。橋樑結構中的預應力砼發展歷史1955年，鐵路部門研製成功我國第一片跨度12米的預應力 混凝土鐵路橋樑，1956年建成28孔24米跨的新沂河大橋，從而開始了預應力混凝土技術在我國鐵路上套用的篇章。四十多年來，經過鐵路系統工程技術人員的辛勤努力，預應力砼技術不斷擴大，技術水平不斷提高，製造架設跨度32米以下橋樑三萬多孔，橋樑跨度不斷突破，大跨徑橋樑不斷湧現，其中有代表性的工程有主跨為168米的攀枝花金沙江鐵路連續鋼構橋，頂推法施工的跨度80米連續箱梁橋杭州錢塘江二橋，此外在南昆鐵路線上新建了一大批各種類型的鐵路橋樑。
1957年，公路部門在北京周口店建造第一座預應力混凝土公路試驗橋，為單跨20米簡支T梁橋。1959年在蘭州建成七里河黃河橋，為7孔主跨37.5米懸臂樑橋。後又建成新城黃河橋，橋型為5孔33米T型簡支梁和孔66米系桿拱橋，奠定了我國建造預應力混凝土橋的基礎。
隨著我國交通運輸的蓬勃發展，四十多年來，公路上建造了大量預應力混凝土橋，尤以大跨徑橋樑居多數。如我國已建成主跨400以上斜拉橋七座，連續鋼構橋繼黃石大橋250米主跨後，虎門大橋達270米，主跨為世界之冠，這些橋型和其它橋型無論在跨度還是在施工方法上都已接近已開發國家的先進水平。
城市立交橋中的預應力砼技術主要是七十年代開始起步的，目前僅北京修建的立交橋就已達200座，其中最早的立交橋是1974年建成的復興門橋，採用先簡支後連續方法施工；層次最多最高的是天寧寺立交橋；規模最大的是首都機場高速路上的四元橋。特種工程中的預應力砼技術發展現狀預應力砼技術在我國各種工程結構領域中均得到廣泛套用，其中主要有水利工程中的邊坡加固，建築物基坑開挖的支護等所採用的土層、岩層預應力錨桿技術，代表工程為雲南漫灣水電站左岸岩質高邊坡加固和北京京城大廈深基坑支護；有豎向超長預應力砼技術的套用，代表性工程有中央、天津、南京、上海等電視塔的預應力砼技術；有環形預應力砼技術的套用，代表性工程有阿爾及利亞球形水塔，秦山、大亞灣核電站安全殼，柴里煤礦煤倉，各種圓形及蛋形污水處理池，各種輸、排水管道；有超重、超高物體提升預應力砼技術，代表性工程有北京西客站主站房大跨鋼樑提升、上海歌劇院鋼屋蓋提升、虎門大橋鋼箱梁節段提升等。
