建筑預應力混凝土結構設計探究

歐桂芹

摘要：隨著人們對建筑功能性和安全性要求的提高，對建筑的抗震、耐久性和抗滲性提出了更高的要求。基于此，預應力混凝土被廣泛應用于建筑行業。

關鍵詞：預應力混凝土;結構設計;剛度;經濟價值;應用

預應力混凝土能充分發揮高強材料的性能，減小構件的截面尺寸，對控制混凝土裂縫、減少構件撓度有明顯效果，因此在大跨度結構工程中得到廣泛應用。針對建筑結構預應力混凝土設計中經常遇到的一些問題，進行了研究和探討。

1建筑工程中預應力混凝土結構的特點

1.1抗裂性好，剛性大

在許多建筑工程中，最常見的問題是混凝土開裂，這在很大程度上影響了工程質量，破壞了建筑物的結構。主要原因是剪切和應力引起的混凝土鋼筋變形。預應力混凝土可以給構件提供預應力，在一定程度上降低混凝土的應力，降低變形的概率，從而保證混凝土結構的穩定性，提高剛度和耐久性。

1.2節省材料，重量輕

預應力混凝土所用材料具有高強度、高輕質和高耐久性。與普通鋼筋混凝土相比，只需少量材料即可在施工中達到理想的應用效果，因此預應力混凝土的自重在結構上更輕。在施工階段有優勢。

1.3良好的抗震和抗滲性

預應力混凝土結構相對均勻，收縮率低，不會產生明顯的空隙。因此，與普通鋼筋混凝土相比，它在建筑工程中具有更強的抗雨能力和優異的防滲能力，并且具有良好的剛度和穩定性，因此具有足夠的抗震能力。

2建筑預應力混凝土結構設計內容

2.1預應力混凝土的設計計算

建筑預應力混凝土結構設計和驗算時，首先要滿足施工階段的條件。在荷載方面，預應力荷載必須通過減去第一批預應力損失來確定，其他方面要通過實際施工的極限荷載來確定。在實際施工中，設計人員要考慮實際的支撐條件來設計和操作方案，通過模板的翻轉來確定施工階段的支撐條件和荷載條件。對于施工中的設計驗算內容，首先要保證混凝土結構在支撐條件和相應荷載下必須安全、科學、穩定。那么，在實際施工階段，所選用的建筑材料不應超過允許范圍。

2.2抗震性能設計

無論是什么樣的建筑，都要有一定的抗震性能，這是全國乃至全世界的一個關鍵問題。然而，大跨度預應力混凝土結構多用于大型公共建筑。這些公共建筑建成后，人流相對密集。如果他們的地震等級不達標，一旦發生地震等一系列自然災害，就會造成重大的人員傷亡和財產損失。因此，在設計它們時，抗震設計者是最重要的。在混凝土設計中，可以通過豎向預應力對結構進行加固，達到抗震的目的。這種結構可以抵抗郵箱內的水平荷載，有利于震后恢復。此外，地震區的建筑對結構延性應提出更高的要求，一般的措施是限制其配筋率較小的鋼筋，以避免產生裂縫。

2.3混凝土結構的屬性設計

混凝土在今天的建筑中起著關鍵的作用，所以在設計中，我們必須注意檢查混凝土的適用性和耐久性。首先，應檢查混凝土結構在荷載作用下的撓度，撓度值不應超過規定范圍。一旦發生事故，相關工作人員必須盡快采取補救措施。另一方面是對裂縫控制的要求。對于每種情況，在規定的范圍內，對裂紋的要求是不同的。例如，對于短期荷載下有粘結預應力的混凝土，不會出現裂縫。在長期載荷條件下，不可能有拉應力。對于無粘結預應力混凝土，裂縫控制分為一級和二級，每一級的要求都有很大的不同。如果進行一級控制，就不會產生拉應力。如果進行二次控制，就不會出現裂紋。此外，如果相關人員要進行設計驗算，應準確確定預應力混凝土的拉應力，短期效應為0.6，長期效應為0.25，經過多年的設計經驗表明，在施工過程中，如果混凝土結構的外部環境和自身狀態保持良好，短期荷載作用下裂縫的控制力可以適當減小，裂縫的控制極限可以降低。裂縫寬度限值應保證最大裂縫寬度不能大于0.22mm。

3預應力混凝土技術在建筑施工中的應用

3.1先張法預應力混凝土技術的應用

在建筑工程中，先張法形成的預應力混凝土對建筑工程的鋼筋和錨固建筑的預應力鋼筋有明顯的張拉作用，效果顯著。首先對鋼筋進行張拉，然后澆筑到混凝土中，然后傳遞預應力，這需要通過鋼筋與周圍混凝土之間形成的粘性來完成。最后，當達到既定的強度要求時，松開鋼筋的兩側，在這種鑄造生產過程中需要使用專用夾具和其他相關工具。在整個建設工程中，如果混凝土強度滿足設計要求，即與設計強度完全相同，則預應力筋不需要拉得更近。同時，無論是小型預應力混凝土框架還是中型預應力混凝土框架，都可以采用先張法來完成預應力混凝土的生產。先張法預應力混凝土技術在運行過程中，需要傳遞預應力，傳遞需要依靠鋼筋與周圍混凝土之間形成的粘性來完成。操作時，應嚴格按照相關法律法規進行。同時，施工中應注意以下兩點。一是張拉臺座應滿足既定要求，即強度值和剛度值在規定范圍內;第二，就應力中心而言，錨板的高度應與預應力筋的高度一致，不應高于或低于預應力筋的高度。

3.2后張法施工技術

后張法是指構件或澆筑混凝土結構的制造。預應力筋在孔位置向前移動。混凝土強度等級達到設計標準后，預應力筋穿過預應力孔，按設計要求控制拉應力。最后，預應力錨索用于構件的有限元分析。孔內灌漿法預應力鋼筋，使混凝土結構或構筑物能預張拉。后張拉方法的特征在于預應力筋直接向構件延伸。因此，混凝土的彈性壓縮并不直接影響預應力筋有效預應力的建立。后張法適用于大型構件（如桁架）的現場生產。避免長途運輸大零件的麻煩。后張法是一種預應力技術。它也可以用來組裝預制部件。大跨度屋蓋等大型構件可預制成小塊運到施工現場。預應力組合成一個整體。或者各種構件就位后，可以組裝成預應力和預應力結構。先張法預應力的傳遞主要依靠兩端預應力筋的錨固。

4結束語

預應力混凝土在建筑工程結構設計和施工中的應用，可以有效提高建筑結構的強度，提高建筑的耐久性和穩定性，為人民生命財產安全提供穩定的保障。隨著中國經濟的發展和進步，中國的建設項目數量也在不斷增加。在工程項目的結構設計和施工過程中，科學合理地應用預應力混凝土可以有效地提高建筑質量，保證我國建筑業的持續穩定發展和社會和諧與經濟穩定。

參考文獻

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