論大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

宋立

摘要：近年來，我國的經(jīng)濟(jì)飛速迅猛的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的形式也在不斷地進(jìn)行著改革，建筑項目中應(yīng)用了很多更加符合要求的、新型的工程設(shè)計以及更加先進(jìn)的建造技術(shù)，其中，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在建筑的建設(shè)過程中扮演著越來越重要的角色。這種結(jié)構(gòu)在民用建筑中應(yīng)用較廣泛，例如體育館、展覽館、影劇院、大會堂等大型的公共建筑，在工業(yè)建筑中大型的倉庫、廠房也會用到此結(jié)構(gòu)，但是相對來說應(yīng)用較小。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，使建筑設(shè)計的發(fā)展工作得到了更加廣闊的空間。當(dāng)我們進(jìn)行大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，一定要結(jié)合工程的實際，緊抓要點，力求設(shè)計出更加符合工程要求的混凝土結(jié)構(gòu)。本文著重探討了該結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點，并結(jié)合實例進(jìn)行分析，以期對該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展提供助力。

關(guān)鍵詞：大跨度；混凝土結(jié)構(gòu)；設(shè)計要點

引言

隨著大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，其形式也越來越多樣化，發(fā)展至今，主要的結(jié)構(gòu)形式有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)以及有膜結(jié)構(gòu)等。由于其具有跨度大的特點，所以通常采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)或者是混凝土與鋼混合的混合結(jié)構(gòu)，以保證其堅固、穩(wěn)定。近些年來，這種結(jié)構(gòu)也因其所具有的眾多優(yōu)點，而越來越受到設(shè)計人員的青睞，從而得到了更好地發(fā)展。

1預(yù)應(yīng)力筋的合理布置

在我國，目前常用的預(yù)應(yīng)力鋼筋有熱處理鋼筋、消除應(yīng)力鋼絲以及鋼絞線三種。鋼筋如何布置是大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計重點，也是難點。預(yù)應(yīng)力鋼筋的合理布置是大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分之一，如下圖所示，一般情況下支座與跨中的正負(fù)彎矩以拋物線的形式互相交替出現(xiàn)，因此鋼筋的布置也應(yīng)按照交替的規(guī)律進(jìn)行布置設(shè)計。在設(shè)計一些無梁大板結(jié)構(gòu)時，通常情況下在框架之間柱上板帶的跨中部分屬于其正彎矩區(qū)域，所以預(yù)應(yīng)力鋼筋若是在此處彎起，則負(fù)彎矩的將匯聚中的在柱附近區(qū)域集中，這種布置形式十分不利于板材的受力。正確的布置形式應(yīng)是預(yù)應(yīng)力鋼筋在跨中區(qū)域沒有彎起，而在柱附近的負(fù)彎矩區(qū)域部分彎起。在對這種情況進(jìn)行設(shè)計時，相關(guān)的人員一定要在圖紙中進(jìn)行重點的說明，放置在施工的過程中鋼筋布筋曲線出現(xiàn)錯誤。此外，在設(shè)計的過程中，四段拋物線的形式不適合邊跨板中預(yù)應(yīng)力鋼筋的布筋，這種方式會使得邊跨附近的壓力過大，進(jìn)而使邊跨梁附近的板的抗裂性能無法滿足建筑的要求。實際的設(shè)計過程中我們應(yīng)根據(jù)其受力特點采用二段拋物線或三段拋物線的形式進(jìn)行布置。

2抗震性能的設(shè)計

無論什么建筑，都應(yīng)該具有一定的抗震性能，這個問題在全國乃至全世界都是一個重點的問題。但跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)大多應(yīng)用于大型的公共建筑之中，這些公共建筑建成之后，人員都相對密集，若是其抗震等級不達(dá)標(biāo)的話，一旦發(fā)生地震等一系列自然災(zāi)害，將會造成重大的人員傷亡與財產(chǎn)損失，因此，在對其進(jìn)行設(shè)計時，抗震性的設(shè)計師重中之重。在進(jìn)行具體的設(shè)計中，可以通過利用豎向的預(yù)應(yīng)力加固其結(jié)構(gòu)來達(dá)到抗震目的，這種形式的結(jié)構(gòu)可以郵箱的對水平荷載進(jìn)行抵御，有利于在震后的恢復(fù)。此外，在震區(qū)的建筑應(yīng)對結(jié)構(gòu)的延性提出更高的要求，一般措施是用小配筋率對其鋼筋進(jìn)行限制，避免出現(xiàn)裂紋等。一般在進(jìn)行抗震環(huán)節(jié)的設(shè)計時，要先詳細(xì)分析其結(jié)構(gòu)件，在此基礎(chǔ)之上計算其豎向、橫向的作用力的結(jié)構(gòu)件內(nèi)力、跨中截面以及支座的應(yīng)次力，計算完畢后根據(jù)其結(jié)果進(jìn)行非預(yù)應(yīng)力鋼筋布筋，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置計算，很據(jù)核算結(jié)果不上非預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計，一切完畢后還應(yīng)進(jìn)行反復(fù)的核查，及時發(fā)現(xiàn)并改正其中所出現(xiàn)的問題。

3防火設(shè)計

防火設(shè)計是人們常常容易忽視的問題，因為在通常的認(rèn)知中，鋼筋以及混凝土都不是易燃的材料，實際上卻是如此。但是鋼筋混凝土雖然不易燃，但是其防火隔熱性都極差，一旦溫度達(dá)到其臨界點，預(yù)應(yīng)力鋼筋的屈服點將會迅速下降，加快蠕變，預(yù)應(yīng)力板的剛度、強度都會下降致使板的撓度加劇變化，出現(xiàn)裂紋。當(dāng)遇到相關(guān)構(gòu)建的耐火極限沒有達(dá)到國家的防火規(guī)范的要求時，就要及時進(jìn)行處理，以免發(fā)生安全事故。一般采用的方法有加厚其保護(hù)層和用防火隔熱涂料進(jìn)行處理兩種方法。多次試驗表明，預(yù)應(yīng)力空心樓板的總荷載不變時，樓板的保護(hù)層越厚，其耐火極限越高。而在預(yù)應(yīng)力混凝土板上涂防火隔熱涂料則可以有效的增加其耐火極限，防止其形變、發(fā)生危險。因而，在設(shè)計大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是，相關(guān)人員應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)是否符合國家說設(shè)計的防火相關(guān)規(guī)定與規(guī)范。

4連續(xù)構(gòu)件設(shè)計

通過大量的工程實踐表明，單跨預(yù)應(yīng)力梁截面不斷延伸形成連續(xù)的結(jié)構(gòu)效果，從而將其設(shè)計成為連續(xù)結(jié)構(gòu)，可以在超過負(fù)載的情況下加強內(nèi)力重分布能力，提高受彎承載力，與普通的單跨梁相比具有更多的優(yōu)點。

5結(jié)束語

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，給建筑的施工與設(shè)計提供了強大的技術(shù)支持。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)將鋼筋以及高強度的混凝土各項性能都發(fā)揮到了極為優(yōu)秀的狀態(tài)，由于截面小，所以其彎矩、自重也都會隨之變小、降低，也大大的增強了其跨越能力，既節(jié)約了原材料，又能使施工的質(zhì)量得到保證，因此在現(xiàn)代的許多大型的建筑中都得到了廣泛應(yīng)用。但是，優(yōu)點越多，其相關(guān)的技術(shù)難度就越大，必須要有高專業(yè)素質(zhì)的施工團(tuán)隊才能使建筑達(dá)到最終的要求。所以，施工單位要對施工過程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，確保其按照各項的操作規(guī)范及技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行施工，同時在實踐中不斷的改進(jìn)自身的技術(shù)，加強對于工程施工的管理，提高建筑的安全性與施工質(zhì)量，在建筑建設(shè)的更多發(fā)面發(fā)揮出自己獨特的優(yōu)勢。