論大跨度預應力混凝土結構設計要點

宋立

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

關鍵詞：大跨度；混凝土結構；設計要點

引言

隨著大跨度預應力混凝土結構的廣泛應用，其形式也越來越多樣化，發展至今，主要的結構形式有網架結構、網殼結構以及有膜結構等。由于其具有跨度大的特點，所以通常采用預應力結構或者是混凝土與鋼混合的混合結構，以保證其堅固、穩定。近些年來，這種結構也因其所具有的眾多優點，而越來越受到設計人員的青睞，從而得到了更好地發展。

1預應力筋的合理布置

在我國，目前常用的預應力鋼筋有熱處理鋼筋、消除應力鋼絲以及鋼絞線三種。鋼筋如何布置是大跨度預應力混凝土結構的設計重點，也是難點。預應力鋼筋的合理布置是大跨度預應力混凝土結構設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彎矩以拋物線的形式互相交替出現，因此鋼筋的布置也應按照交替的規律進行布置設計。在設計一些無梁大板結構時，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域，所以預應力鋼筋若是在此處彎起，則負彎矩的將匯聚中的在柱附近區域集中，這種布置形式十分不利于板材的受力。正確的布置形式應是預應力鋼筋在跨中區域沒有彎起，而在柱附近的負彎矩區域部分彎起。在對這種情況進行設計時，相關的人員一定要在圖紙中進行重點的說明，放置在施工的過程中鋼筋布筋曲線出現錯誤。此外，在設計的過程中，四段拋物線的形式不適合邊跨板中預應力鋼筋的布筋，這種方式會使得邊跨附近的壓力過大，進而使邊跨梁附近的板的抗裂性能無法滿足建筑的要求。實際的設計過程中我們應根據其受力特點采用二段拋物線或三段拋物線的形式進行布置。

2抗震性能的設計

無論什么建筑，都應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。但跨度預應力混凝土結構大多應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標的話，一旦發生地震等一系列自然災害，將會造成重大的人員傷亡與財產損失，因此，在對其進行設計時，抗震性的設計師重中之重。在進行具體的設計中，可以通過利用豎向的預應力加固其結構來達到抗震目的，這種形式的結構可以郵箱的對水平荷載進行抵御，有利于在震后的恢復。此外，在震區的建筑應對結構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行限制，避免出現裂紋等。一般在進行抗震環節的設計時，要先詳細分析其結構件，在此基礎之上計算其豎向、橫向的作用力的結構件內力、跨中截面以及支座的應次力，計算完畢后根據其結果進行非預應力鋼筋布筋，并進行預應力鋼筋的配置計算，很據核算結果不上非預應力筋的設計，一切完畢后還應進行反復的核查，及時發現并改正其中所出現的問題。

3防火設計

防火設計是人們常常容易忽視的問題，因為在通常的認知中，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，一旦溫度達到其臨界點，預應力鋼筋的屈服點將會迅速下降，加快蠕變，預應力板的剛度、強度都會下降致使板的撓度加劇變化，出現裂紋。當遇到相關構建的耐火極限沒有達到國家的防火規范的要求時，就要及時進行處理，以免發生安全事故。一般采用的方法有加厚其保護層和用防火隔熱涂料進行處理兩種方法。多次試驗表明，預應力空心樓板的總荷載不變時，樓板的保護層越厚，其耐火極限越高。而在預應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、發生危險。因而，在設計大跨度預應力混凝土結構是，相關人員應特別注意其結構是否符合國家說設計的防火相關規定與規范。

4連續構件設計

通過大量的工程實踐表明，單跨預應力梁截面不斷延伸形成連續的結構效果，從而將其設計成為連續結構，可以在超過負載的情況下加強內力重分布能力，提高受彎承載力，與普通的單跨梁相比具有更多的優點。

5結束語

大跨度預應力混凝土結構，給建筑的施工與設計提供了強大的技術支持。預應力混凝土結構將鋼筋以及高強度的混凝土各項性能都發揮到了極為優秀的狀態，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，既節約了原材料，又能使施工的質量得到保證，因此在現代的許多大型的建筑中都得到了廣泛應用。但是，優點越多，其相關的技術難度就越大，必須要有高專業素質的施工團隊才能使建筑達到最終的要求。所以，施工單位要對施工過程進行嚴格的監督，確保其按照各項的操作規范及技術指標進行施工，同時在實踐中不斷的改進自身的技術，加強對于工程施工的管理，提高建筑的安全性與施工質量，在建筑建設的更多發面發揮出自己獨特的優勢。