预应力混凝土在建筑结构设计中的应用

贺益田（中航长沙设计研究院有限公司，湖南长沙410000）

预应力混凝土在建筑结构设计中的应用

贺益田（中航长沙设计研究院有限公司，湖南长沙410000）

随着我国建筑行业的发展与进步，预应力混凝土技术的应用也越来越广泛，成为了建筑工程施工项目中很重要的一部分。在建筑工程施工的过程中，应用预应力混凝土能够有效的提高建筑的结构强度，降低建筑结构发生裂缝的概率，使建筑的强度以及耐久性得到显著的提升。本文就此详细的分析了预应力混凝土在建筑结构设计中的相关应用，以期促进我国建筑结构设计水平的提升。

预应力混凝土；建筑；结构设计；应用

1 预应力混凝土极其特点

1.1 预应力混凝土概述

预应力混凝土是为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件加载以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。预应力混凝土结构相比于普通钢筋混凝土结构，优点众多，这种结构的抗裂度与抗渗性都得到了大幅提高，使结构的受力性能发生了变化，构建的实际刚度得到了增强，构件的变形量逐步减小，应用预应力混凝土技术制作的梁，会减少梁实际承受的剪力与主拉应力，这种梁耐疲劳性强，稳定性更强，更安全。同时应用预应力混凝土技术施工实际所用的混凝土与钢厂量较少，可大量节约资源，但预应力混凝土自身也有很多缺陷存在，如实际施工工序多，要求要有较高的施工技术，需用到很多专业设备，并且不易控制预应力反拱，施工周期较长，会产生较大的施工费用。

1.2 预应力混凝土特点介绍

1.2.1 抗裂性好，刚度大

混凝土开裂是房屋建筑施工中常遇见的问题，若混凝土发生开裂，整个建筑的结构就遭到了破坏，影响整个建筑工程的安全，所以要切实解决好混凝土开裂的问题。通常来讲，针对构件施加预应力，限制混凝土钢筋的变形，是防止混凝土开裂的有效措施，维持预应力混凝土结构稳定性，从而表现为抗裂性好的特性，加之预应力混凝土强度大，使得整体结构的刚度较大，更加耐用。

1.2.2 省材料，自重轻

预应力混凝土为高强度建筑材料，相比于普通钢筋混凝土施工，较少的预应力混凝土就可以达到预想的效果，故而比较节省材料，结构自重也较轻，加之性能优良，具有较为明显的施工优势与应用优势。

1.2.3 抗渗性好

由于混凝土属于混合材料，在混合后应用到施工工程中，势必存在着大小不等的空隙，存在的孔隙越多越大，抗渗性就越差，对雨水的抵御能力就越差，容易导致建筑渗水，影响建筑后续使用，故而混凝土孔隙问题也不容忽视。预应力混凝土结构匀称，收缩性不强，应用时孔隙会明显减少。

2 预应力混凝土在建筑结构施工中的应用

2.1 做好工程施工前的准备

在建筑工程结构施工之前，首先应当做好工程的准备工作，具体包括以下内容：控制施工人员对施工单位的实际资质进行检查，对其技术力量、设备情况以及人员资质等进行考查，在进行施工作业前，相关技术人员应对设计图纸进行认真阅读，把设计人员的设计意图弄清楚。对张拉设备说明书也要认真阅读，对其实际技术要点与应该注意的事项进行全面掌握。

2.2 控制锚固体系质量

在预应力混凝土施工的过程中，锚固体系的质量直接影响着整个工程的整体施工质量，因此一定要做好相关的质量控制。锚具、夹具、连接器与锚下支撑系统等是一个完善锚固体系主要包括的内容。应按照现行国家标准进行预应力锚固体系性能建设，对于预应力混凝土结构来说，保障其安全可靠的关键技术就是锚具，应先外观检查锚具，锚具的实际裂纹、伤痕、锈蚀等都应在允许偏差之内，并应按规定现场试验锚具的强度、硬度、锚固能力，可尝试着实施一些破坏性试验来测试重点部位处的锚具。

2.3 混凝土质量保证

预应力混凝土施工过程中，混凝土还是最主要的工程施工材料，一定要确保混凝土的质量。对于预应力混凝土而言，其胶结料通常采用的是水泥，高强度、变形小是这种混凝土的主要优点。另外预应力混凝土还有两个十分重要的指标质轻、高性能。把高强度混凝土应用于预应力结构，高强钢材可得到充分利用，同时断面与自重也都可减小，这样结构上的实际载荷也会减少，就可适应大跨径要求。高强混凝土的弹性模量较高，斜变与收缩变形都较小，这样预应力的损失便可减小。此外，高强混凝土的实际抗拉强度更高，局部承压强度还有粘结性也都较强，这样构件正、斜截面出现裂缝的几率便会减小，对锚固预应力筋十分有利，施工工艺对混凝土也有一定要求，应用的混凝土要尽量快硬早强，这样预应力便可尽早施加，使施工进度加快。

2.4 控制预应力钢筋质量

预应力混凝土施工的过程中，预应力钢筋的张拉控制实际上决定了预应力筋中有效预应力的大小。由于预应力结构在施工与使用时，有各种预应力损失的出现，这要求使用的钢筋有足够强度，用时要求钢筋粘着混凝土的力要好，此外，对钢筋的塑性要求也较高，并且要易加工。

2.5 浇筑与养护

混凝土在浇筑混凝土前，应先检查预应力筋等管线的位置、规格以及数量。在实施浇筑作业时，振动棒最好不要与波纹管直接接触，应用直径较小的振动棒把张拉端、梁柱节点等重要部位振捣密实。在混凝土强度没有达标前，严禁对预应力筋进行碰撞或踩。要想使混凝土的强度达到最高，科学、合理的养护也是必不可少的。通过养护在混凝土中浇筑的水泥顺利进行水化反应，让混凝土充分发挥其强度，有效防止成型后的混凝土由于暴晒、风吹、寒冷等有异常收缩裂缝出现，对其耐久性造成影响。浇筑完混凝土后，洒水覆盖养护应在12h内进行，让混凝土表面长期保持湿润，对于刚浇筑的混凝土养护，应在7d以上。

2.6 控制好张拉时间

在进行预应力混凝土施工技术的应用时，为了能够及时的进行张拉，在混凝土施工的过程中会预先添加一定的早强剂，这样能够在一定程度上缩短混凝土的凝固时间，混凝土在浇筑3d左右，就实施预应力的张拉操作，这种方法存在很多不足，很不可取，这主要是由于混凝土强度与弹性模量的增长是不同步的，张拉过早会损失大量的预应力，造成构件没有足够的承载力，容易有裂纹病害等出现。

随着我国建筑行业的发展与进步，建筑逐渐的呈现出高层化的发展趋势建筑的面积也越来越大。在一些大型建筑工程施工过程中需要使用大跨度梁结构，在应用大跨度梁施工时应用预应力混凝土来进行施工能够有效的提升梁体的结构强度，降低工程的施工难度，提升建筑的结构强度。随着技术的发展与进步，建筑的结构也越来越复杂，建筑施工技术也越来越高，施工人员应当不断的学习新的技术，提高预应力混凝土的实际应用水平，最大程度上发挥预应力混凝土在建筑工程施工中的作用，为我国建筑行业的发展提供稳定的保障。

3 结束语

预应力混凝土在建筑工程结构设计施工中的应用，能够有效的提升建筑结构的强度，使建筑的耐久性以及稳定度得到有效的提升，为人民的生命财产安全提供稳定的保障。随着我国经济的发展与进步，我国建筑工程项目的数量也在不断的增加，在工程项目结构设计施工的过程中，科学合理的应用预应力混凝土能够有效的提升建筑的质量，确保我国建筑行业的持续稳定发展和社会的和谐与经济的稳定。

[1]李莉.预应力混凝土在建筑结构设计中的应用[J].四川水泥，2015，15（8）：116.

[2]关仲颖，张晓明.高层建筑预应力混凝土板式转换层结构设计[J].中国新技术新产品，2014，8（20）：98.

TU755

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2095-2066（2016）35-0184-02

2016-12-3