建筑預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究

歐桂芹

摘要：隨著人們對(duì)建筑功能性和安全性要求的提高，對(duì)建筑的抗震、耐久性和抗?jié)B性提出了更高的要求。基于此，預(yù)應(yīng)力混凝土被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);剛度;經(jīng)濟(jì)價(jià)值;應(yīng)用

預(yù)應(yīng)力混凝土能充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的性能，減小構(gòu)件的截面尺寸，對(duì)控制混凝土裂縫、減少構(gòu)件撓度有明顯效果，因此在大跨度結(jié)構(gòu)工程中得到廣泛應(yīng)用。針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的一些問題，進(jìn)行了研究和探討。

1建筑工程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

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(zhì)量，破壞了建筑物的結(jié)構(gòu)。主要原因是剪切和應(yīng)力引起的混凝土鋼筋變形。預(yù)應(yīng)力混凝土可以給構(gòu)件提供預(yù)應(yīng)力，在一定程度上降低混凝土的應(yīng)力，降低變形的概率，從而保證混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高剛度和耐久性。

1.2節(jié)省材料，重量輕

預(yù)應(yīng)力混凝土所用材料具有高強(qiáng)度、高輕質(zhì)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(dá)到理想的應(yīng)用效果，因此預(yù)應(yīng)力混凝土的自重在結(jié)構(gòu)上更輕。在施工階段有優(yōu)勢(shì)。

1.3良好的抗震和抗?jié)B性

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)相對(duì)均勻，收縮率低，不會(huì)產(chǎn)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(qiáng)的抗雨能力和優(yōu)異的防滲能力，并且具有良好的剛度和穩(wěn)定性，因此具有足夠的抗震能力。

2建筑預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1預(yù)應(yīng)力混凝土的設(shè)計(jì)計(jì)算

建筑預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和驗(yàn)算時(shí)，首先要滿足施工階段的條件。在荷載方面，預(yù)應(yīng)力荷載必須通過減去第一批預(yù)應(yīng)力損失來確定，其他方面要通過實(shí)際施工的極限荷載來確定。在實(shí)際施工中，設(shè)計(jì)人員要考慮實(shí)際的支撐條件來設(shè)計(jì)和操作方案，通過模板的翻轉(zhuǎn)來確定施工階段的支撐條件和荷載條件。對(duì)于施工中的設(shè)計(jì)驗(yàn)算內(nèi)容，首先要保證混凝土結(jié)構(gòu)在支撐條件和相應(yīng)荷載下必須安全、科學(xué)、穩(wěn)定。那么，在實(shí)際施工階段，所選用的建筑材料不應(yīng)超過允許范圍。

2.2抗震性能設(shè)計(jì)

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(gè)關(guān)鍵問題。然而，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)多用于大型公共建筑。這些公共建筑建成后，人流相對(duì)密集。如果他們的地震等級(jí)不達(dá)標(biāo)，一旦發(fā)生地震等一系列自然災(zāi)害，就會(huì)造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，在設(shè)計(jì)它們時(shí)，抗震設(shè)計(jì)者是最重要的。在混凝土設(shè)計(jì)中，可以通過豎向預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，達(dá)到抗震的目的。這種結(jié)構(gòu)可以抵抗郵箱內(nèi)的水平荷載，有利于震后恢復(fù)。此外，地震區(qū)的建筑對(duì)結(jié)構(gòu)延性應(yīng)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(chǎn)生裂縫。

2.3混凝土結(jié)構(gòu)的屬性設(shè)計(jì)

混凝土在今天的建筑中起著關(guān)鍵的作用，所以在設(shè)計(jì)中，我們必須注意檢查混凝土的適用性和耐久性。首先，應(yīng)檢查混凝土結(jié)構(gòu)在荷載作用下的撓度，撓度值不應(yīng)超過規(guī)定范圍。一旦發(fā)生事故，相關(guān)工作人員必須盡快采取補(bǔ)救措施。另一方面是對(duì)裂縫控制的要求。對(duì)于每種情況，在規(guī)定的范圍內(nèi)，對(duì)裂紋的要求是不同的。例如，對(duì)于短期荷載下有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力的混凝土，不會(huì)出現(xiàn)裂縫。在長期載荷條件下，不可能有拉應(yīng)力。對(duì)于無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土，裂縫控制分為一級(jí)和二級(jí)，每一級(jí)的要求都有很大的不同。如果進(jìn)行一級(jí)控制，就不會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果進(jìn)行二次控制，就不會(huì)出現(xiàn)裂紋。此外，如果相關(guān)人員要進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)算，應(yīng)準(zhǔn)確確定預(yù)應(yīng)力混凝土的拉應(yīng)力，短期效應(yīng)為0.6，長期效應(yīng)為0.25，經(jīng)過多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明，在施工過程中，如果混凝土結(jié)構(gòu)的外部環(huán)境和自身狀態(tài)保持良好，短期荷載作用下裂縫的控制力可以適當(dāng)減小，裂縫的控制極限可以降低。裂縫寬度限值應(yīng)保證最大裂縫寬度不能大于0.22mm。

3預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用

3.1先張法預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的應(yīng)用

在建筑工程中，先張法形成的預(yù)應(yīng)力混凝土對(duì)建筑工程的鋼筋和錨固建筑的預(yù)應(yīng)力鋼筋有明顯的張拉作用，效果顯著。首先對(duì)鋼筋進(jìn)行張拉，然后澆筑到混凝土中，然后傳遞預(yù)應(yīng)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(dāng)達(dá)到既定的強(qiáng)度要求時(shí)，松開鋼筋的兩側(cè)，在這種鑄造生產(chǎn)過程中需要使用專用夾具和其他相關(guān)工具。在整個(gè)建設(shè)工程中，如果混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，即與設(shè)計(jì)強(qiáng)度完全相同，則預(yù)應(yīng)力筋不需要拉得更近。同時(shí)，無論是小型預(yù)應(yīng)力混凝土框架還是中型預(yù)應(yīng)力混凝土框架，都可以采用先張法來完成預(yù)應(yīng)力混凝土的生產(chǎn)。先張法預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)在運(yùn)行過程中，需要傳遞預(yù)應(yīng)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(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)法律法規(guī)進(jìn)行。同時(shí)，施工中應(yīng)注意以下兩點(diǎn)。一是張拉臺(tái)座應(yīng)滿足既定要求，即強(qiáng)度值和剛度值在規(guī)定范圍內(nèi);第二，就應(yīng)力中心而言，錨板的高度應(yīng)與預(yù)應(yīng)力筋的高度一致，不應(yīng)高于或低于預(yù)應(yīng)力筋的高度。

3.2后張法施工技術(shù)

后張法是指構(gòu)件或澆筑混凝土結(jié)構(gòu)的制造。預(yù)應(yīng)力筋在孔位置向前移動(dòng)。混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，預(yù)應(yīng)力筋穿過預(yù)應(yīng)力孔，按設(shè)計(jì)要求控制拉應(yīng)力。最后，預(yù)應(yīng)力錨索用于構(gòu)件的有限元分析。孔內(nèi)灌漿法預(yù)應(yīng)力鋼筋，使混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物能預(yù)張拉。后張拉方法的特征在于預(yù)應(yīng)力筋直接向構(gòu)件延伸。因此，混凝土的彈性壓縮并不直接影響預(yù)應(yīng)力筋有效預(yù)應(yīng)力的建立。后張法適用于大型構(gòu)件（如桁架）的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。避免長途運(yùn)輸大零件的麻煩。后張法是一種預(yù)應(yīng)力技術(shù)。它也可以用來組裝預(yù)制部件。大跨度屋蓋等大型構(gòu)件可預(yù)制成小塊運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。預(yù)應(yīng)力組合成一個(gè)整體。或者各種構(gòu)件就位后，可以組裝成預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。先張法預(yù)應(yīng)力的傳遞主要依靠兩端預(yù)應(yīng)力筋的錨固。

4結(jié)束語

預(yù)應(yīng)力混凝土在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中的應(yīng)用，可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，提高建筑的耐久性和穩(wěn)定性，為人民生命財(cái)產(chǎn)安全提供穩(wěn)定的保障。隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，中國的建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量也在不斷增加。在工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過程中，科學(xué)合理地應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土可以有效地提高建筑質(zhì)量，保證我國建筑業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和社會(huì)和諧與經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。

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