預應力混凝土在建筑結構設計中的應用

賀益田（中航長沙設計研究院有限公司，湖南長沙410000）

預應力混凝土在建筑結構設計中的應用

賀益田（中航長沙設計研究院有限公司，湖南長沙410000）

隨著我國建筑行業的發展與進步，預應力混凝土技術的應用也越來越廣泛，成為了建筑工程施工項目中很重要的一部分。在建筑工程施工的過程中，應用預應力混凝土能夠有效的提高建筑的結構強度，降低建筑結構發生裂縫的概率，使建筑的強度以及耐久性得到顯著的提升。本文就此詳細的分析了預應力混凝土在建筑結構設計中的相關應用，以期促進我國建筑結構設計水平的提升。

預應力混凝土；建筑；結構設計；應用

1 預應力混凝土極其特點

1.1 預應力混凝土概述

預應力混凝土是為了彌補混凝土過早出現裂縫的現象，在構件加載以前，預先給混凝土一個預壓力，即在混凝土的受拉區內，用人工加力的方法，將鋼筋進行張拉，利用鋼筋的回縮力，使混凝土受拉區預先受壓力。預應力混凝土結構相比于普通鋼筋混凝土結構，優點眾多，這種結構的抗裂度與抗滲性都得到了大幅提高，使結構的受力性能發生了變化，構建的實際剛度得到了增強，構件的變形量逐步減小，應用預應力混凝土技術制作的梁，會減少梁實際承受的剪力與主拉應力，這種梁耐疲勞性強，穩定性更強，更安全。同時應用預應力混凝土技術施工實際所用的混凝土與鋼廠量較少，可大量節約資源，但預應力混凝土自身也有很多缺陷存在，如實際施工工序多，要求要有較高的施工技術，需用到很多專業設備，并且不易控制預應力反拱，施工周期較長，會產生較大的施工費用。

1.2 預應力混凝土特點介紹

1.2.1 抗裂性好，剛度大

混凝土開裂是房屋建筑施工中常遇見的問題，若混凝土發生開裂，整個建筑的結構就遭到了破壞，影響整個建筑工程的安全，所以要切實解決好混凝土開裂的問題。通常來講，針對構件施加預應力，限制混凝土鋼筋的變形，是防止混凝土開裂的有效措施，維持預應力混凝土結構穩定性，從而表現為抗裂性好的特性，加之預應力混凝土強度大，使得整體結構的剛度較大，更加耐用。

1.2.2 省材料，自重輕

預應力混凝土為高強度建筑材料，相比于普通鋼筋混凝土施工，較少的預應力混凝土就可以達到預想的效果，故而比較節省材料，結構自重也較輕，加之性能優良，具有較為明顯的施工優勢與應用優勢。

1.2.3 抗滲性好

由于混凝土屬于混合材料，在混合后應用到施工工程中，勢必存在著大小不等的空隙，存在的孔隙越多越大，抗滲性就越差，對雨水的抵御能力就越差，容易導致建筑滲水，影響建筑后續使用，故而混凝土孔隙問題也不容忽視。預應力混凝土結構勻稱，收縮性不強，應用時孔隙會明顯減少。

2 預應力混凝土在建筑結構施工中的應用

2.1 做好工程施工前的準備

在建筑工程結構施工之前，首先應當做好工程的準備工作，具體包括以下內容：控制施工人員對施工單位的實際資質進行檢查，對其技術力量、設備情況以及人員資質等進行考查，在進行施工作業前，相關技術人員應對設計圖紙進行認真閱讀，把設計人員的設計意圖弄清楚。對張拉設備說明書也要認真閱讀，對其實際技術要點與應該注意的事項進行全面掌握。

2.2 控制錨固體系質量

在預應力混凝土施工的過程中，錨固體系的質量直接影響著整個工程的整體施工質量，因此一定要做好相關的質量控制。錨具、夾具、連接器與錨下支撐系統等是一個完善錨固體系主要包括的內容。應按照現行國家標準進行預應力錨固體系性能建設，對于預應力混凝土結構來說，保障其安全可靠的關鍵技術就是錨具，應先外觀檢查錨具，錨具的實際裂紋、傷痕、銹蝕等都應在允許偏差之內，并應按規定現場試驗錨具的強度、硬度、錨固能力，可嘗試著實施一些破壞性試驗來測試重點部位處的錨具。

2.3 混凝土質量保證

預應力混凝土施工過程中，混凝土還是最主要的工程施工材料，一定要確保混凝土的質量。對于預應力混凝土而言，其膠結料通常采用的是水泥，高強度、變形小是這種混凝土的主要優點。另外預應力混凝土還有兩個十分重要的指標質輕、高性能。把高強度混凝土應用于預應力結構，高強鋼材可得到充分利用，同時斷面與自重也都可減小，這樣結構上的實際載荷也會減少，就可適應大跨徑要求。高強混凝土的彈性模量較高，斜變與收縮變形都較小，這樣預應力的損失便可減小。此外，高強混凝土的實際抗拉強度更高，局部承壓強度還有粘結性也都較強，這樣構件正、斜截面出現裂縫的幾率便會減小，對錨固預應力筋十分有利，施工工藝對混凝土也有一定要求，應用的混凝土要盡量快硬早強，這樣預應力便可盡早施加，使施工進度加快。

2.4 控制預應力鋼筋質量

預應力混凝土施工的過程中，預應力鋼筋的張拉控制實際上決定了預應力筋中有效預應力的大小。由于預應力結構在施工與使用時，有各種預應力損失的出現，這要求使用的鋼筋有足夠強度，用時要求鋼筋粘著混凝土的力要好，此外，對鋼筋的塑性要求也較高，并且要易加工。

2.5 澆筑與養護

混凝土在澆筑混凝土前，應先檢查預應力筋等管線的位置、規格以及數量。在實施澆筑作業時，振動棒最好不要與波紋管直接接觸，應用直徑較小的振動棒把張拉端、梁柱節點等重要部位振搗密實。在混凝土強度沒有達標前，嚴禁對預應力筋進行碰撞或踩。要想使混凝土的強度達到最高，科學、合理的養護也是必不可少的。通過養護在混凝土中澆筑的水泥順利進行水化反應，讓混凝土充分發揮其強度，有效防止成型后的混凝土由于暴曬、風吹、寒冷等有異常收縮裂縫出現，對其耐久性造成影響。澆筑完混凝土后，灑水覆蓋養護應在12h內進行，讓混凝土表面長期保持濕潤，對于剛澆筑的混凝土養護，應在7d以上。

2.6 控制好張拉時間

在進行預應力混凝土施工技術的應用時，為了能夠及時的進行張拉，在混凝土施工的過程中會預先添加一定的早強劑，這樣能夠在一定程度上縮短混凝土的凝固時間，混凝土在澆筑3d左右，就實施預應力的張拉操作，這種方法存在很多不足，很不可取，這主要是由于混凝土強度與彈性模量的增長是不同步的，張拉過早會損失大量的預應力，造成構件沒有足夠的承載力，容易有裂紋病害等出現。

隨著我國建筑行業的發展與進步，建筑逐漸的呈現出高層化的發展趨勢建筑的面積也越來越大。在一些大型建筑工程施工過程中需要使用大跨度梁結構，在應用大跨度梁施工時應用預應力混凝土來進行施工能夠有效的提升梁體的結構強度，降低工程的施工難度，提升建筑的結構強度。隨著技術的發展與進步，建筑的結構也越來越復雜，建筑施工技術也越來越高，施工人員應當不斷的學習新的技術，提高預應力混凝土的實際應用水平，最大程度上發揮預應力混凝土在建筑工程施工中的作用，為我國建筑行業的發展提供穩定的保障。

3 結束語

預應力混凝土在建筑工程結構設計施工中的應用，能夠有效的提升建筑結構的強度，使建筑的耐久性以及穩定度得到有效的提升，為人民的生命財產安全提供穩定的保障。隨著我國經濟的發展與進步，我國建筑工程項目的數量也在不斷的增加，在工程項目結構設計施工的過程中，科學合理的應用預應力混凝土能夠有效的提升建筑的質量，確保我國建筑行業的持續穩定發展和社會的和諧與經濟的穩定。

[1]李莉.預應力混凝土在建筑結構設計中的應用[J].四川水泥，2015，15（8）：116.

[2]關仲穎，張曉明.高層建筑預應力混凝土板式轉換層結構設計[J].中國新技術新產品，2014，8（20）：98.

TU755

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2095-2066（2016）35-0184-02

2016-12-3