建筑工程項目預應力混凝土技術的應用探析①

周應勝

摘要：在人們生活質量提高的同時，對建筑工程建設也提出了全新的要求。同時，伴隨著建筑工程數量和規(guī)模的變化，建筑工程結構的穩(wěn)固性和安全性成為其中的關鍵點，而鋼筋混凝土作為建筑物結構的主要組成部分，需要給予其足夠的重視。然而，由于鋼筋和混凝土都具有自身的局限性，因而需要將其進行有效的融合，使其兩者間的優(yōu)勢實現(xiàn)互補，以便增強建筑工程的功能性。

關鍵詞：建筑工程;預應力;混凝土技術;應用

一、預應力技術簡介

1.預應力技術概述及特點

預應力可以有效地提高結構構件的承載能力，增強建筑物的耐久性。通常，預應力會在受到外來作用力之前會被施加上一種張拉力。當受到外在作用力時這部分施加的拉力會抵消一部分外在作用力在中性面以下產生的拉應力。基于這種原理，預應力混凝土可以明顯提高荷載的承受能力，因此運用十分廣泛。預應力混凝土相比于普通混凝土具有減輕結構構件自重，降低工程造價，延長結構件的使用壽命、減少裂縫提高耐久性等諸多優(yōu)點，對于結構工程的發(fā)展有著重要意義。

2.預應力技術分類

1）先張法。當混凝土暫未開始澆筑時就首先對相應的預應力筋或者鋼絞線進行張拉到設計值，隨后放置到臺座上進行固定，之后才開始澆筑混凝土，待混凝土達到規(guī)范規(guī)定的強度后再正式撤去張拉機械。

2）后張法。在澆筑完混凝土并達到一定強度后將預應力筋從預留的孔道穿入并張拉到設計值，最后用錨具固定并對孔道壓漿。

二、預應力混凝土技術的優(yōu)勢

預應力混凝土技術屬于新型且成熟的施工技術，在目前建筑工程建設中應用極為普遍。因為具有諸多方面的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在能增強工程施工的抗裂性，以及能改善工程的剛度和耐久性能。眾所周知，混凝土是人類社會應用最多的建材，被廣泛應用于工業(yè)建筑、民用建筑、道路工程和其他諸多工程領域中。然而，混凝土自身具有明顯的局限性，通常表現(xiàn)在極限應變值相對較小。工程在具體施工期間，必須確保混凝土質量不受影響，避免產生裂縫，因此鋼筋的應力需要維持在一定數值之間，通常情況下為150～200N/mm2，維持在此范圍內的預應力才能夠在發(fā)揮作用的同時不對混凝土造成損害。相比起普通的混凝土，預應力混凝土能夠發(fā)揮更多的優(yōu)勢，不僅能夠在建筑構件抗裂性和剛度提高方面起到一定的作用，還能夠有效降低建筑物自身重力，確保建筑物構件能夠大大提高耐久性，降低建筑工程建設成本的支出。更為重要的是，預應力混凝土施工技術在抗火性能和抗疲勞性能方面還具有突出性的優(yōu)勢，尤其是在大跨間方面的應用，更能展現(xiàn)出其具備的優(yōu)勢。

三、預應力混凝土的類型

1.有黏結預應力混凝土和無黏結預應力混凝土

所謂有黏結預應力混凝土是指通過混凝土對鋼筋實行握裹力將預應力有效地傳遞給混凝土構件，其具有的優(yōu)點是施工設備和張拉力操作難度系數低，以及施工靈活性高等。目前，雖然在建筑工程中普遍使用預應力混凝土構件，但是，鋼筋和混凝土間的黏結力卻存在明顯的不足，進而降低了預應力鋼筋拉應力的作用，致使混凝土過早受到壓力方面的嚴重影響。通過相關實踐研究表明，當預應力鋼筋和混凝土間的黏結存在偏少的情況下，才能更好地展現(xiàn)出預應力的作用，所以無黏結預應力混凝土逐漸成為建筑領域中關注的重點。無黏結預應力混凝土在建筑工程施工期間，能將鋼筋放置在設計部位，然后展開混凝土的澆筑，無需進行預留孔洞和穿插鋼筋等有關操作。

2.全預應力混凝土和部分預應力混凝土

全預應力混凝土是根據設計的要求，禁止出現(xiàn)裂縫的混凝土構件，同時，預應力鋼筋要充分符合構件對拉應力的實際要求，所以預應力鋼筋數量必須配置對應的數量。此外，全預應力混凝土不但對施工工藝要求極高，而且造價成本也很高，因而通常應用于對結構剛度和耐久性有特定要求的結構中。盡管部分預應力混凝土能出現(xiàn)部分裂縫，但是，裂縫的寬度需要控制在相應的范圍內，并符合設計和規(guī)范標準的要求。因此，在建筑結構中的預應力鋼筋配置數量能有所減少。在建筑工程具體施工期間，通常為使施工成本能控制在最低限度內，可以采用部分非預應力鋼筋對預應力鋼筋進行替代。因其造價成本偏低，施工難度系數偏低，同時，具有常規(guī)混凝土難以相媲美的抗裂性和剛度。

四、預應力混凝土技術在建筑工程中的應用

1.先張法預應力混凝土技術

先張法預應力混凝土技術通常是在混凝土以前，采用專用夾具和張拉設備對鋼筋施加預應力，然后，對混凝土實施澆筑，在混凝土強度符合設計強度時，混凝土和鋼筋間的握裹力將鋼筋的拉應力合理地傳給混凝土，而構件通常隸屬于有黏預應力混凝土構件。在建筑工程具體施工期間，需要對以下幾點格外關注：首先，在先張法中，應用于張拉的臺座等設備無論是剛度還是強度的數值，都應滿足施工的規(guī)范要求，以促使建筑工程能有序地推進。其次，在張拉力后錨板的受力中心線和全部預應力鋼筋的共同作用的受力中心需要在相同的軸線上，禁止有偏心的情況出現(xiàn)，進而形成受力不均的現(xiàn)象。最后，每根預應力鋼筋受拉的力度要始終保證相同的狀態(tài)下，以確保構件受力處于相同狀態(tài)。

2.后張拉預應力混凝土技術

后張拉與先張拉通常是處于相反的情況，后張拉法預應力混凝土技術往往是在混凝土澆筑結束后，以及混凝土強度符合規(guī)范標準后，再對預先埋置于設計位置的無黏結預應力鋼筋，或者是預留孔道穿插實施張拉，在所有都符合設計要求的拉力后，在鋼筋兩端展開錨固處理，通過對兩端錨具的應用，對整體混凝土構件傳遞相應的預應力，致使混凝土呈現(xiàn)出彈性收縮的現(xiàn)象，繼而使鋼筋的拉應力合理地轉變?yōu)榛炷恋念A壓力。基于此種優(yōu)勢，通常在展開大型預應力混凝土構件生產時，需要將大型的構件合理地劃分為很多的小型構件展開加工處理，然后對若干的小型構件拼接為整體，這種施工方式不但具有很強的靈活性，而且還具備比先張法預應力混凝土技術更好的傳遞效果。因此，在建筑工程建設期間，預應力混凝土技術具有很好的發(fā)展前景。

3.高層建筑結構中預應力混凝土技術的發(fā)展前景

近年來，預應力混凝土在高層建筑中得到了極廣泛的應用。特別是無黏結預應力混凝土平板和預應力混凝土扁梁應用到高層建筑工程建設中，具有諸多方面的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾點：（1）降低層高;（2）簡化模板;（3）提高施工效率，等等。所以備受施工單位及其他單位的青睞。預應力混凝土除了在建筑工程中加以應用外，還能促使大跨度和復雜柱網下的轉換板得到妥善地解決。此外，8～18m跨度的預應力混凝土空心板，外墻的裝飾保溫復合預應力混凝土墻板都在高層建筑建設中具有良好的發(fā)展前景。現(xiàn)階段，我國高層建筑主要應用的外墻材料通常是紅磚和實心混凝土等，所以墻體材料的轉變勢在必行。

結束語

在社會經濟蓬勃發(fā)展的背景下，對建筑提出了全新的要求，因而在建筑中采用預應力混凝土施工技術，促使混凝土自身的抗拉強度偏低和抗裂性偏弱的情況得到了明顯的改善，提高建筑的施工水平，同時還能在某種程度上降低工程造價。因此，在建筑施工以前，需要對預應力混凝土技術做好全方位的研究和分析，促使其作用能得到充分發(fā)揮，進而促進建筑的可持續(xù)發(fā)展，最終為社會大眾提供優(yōu)質化和安全舒適的居住條件。

參考文獻

[1]何平，葉群.預應力混凝土工程的施工管理[J].中國新技術新產品，2010，18（2）：75-80

[2]郭增偉，朱華，謝新龍，等.先張法折線預應力鋼束放張工序優(yōu)化分析[J].沈陽建筑大學學報（自然科學版），2019，35（7）：101-102.

[3]閆燕紅，鄧鳴，何立忠，等.先張預應力混凝土板梁梁端橫裂病害原因分析及處治對策研究[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2018，37（2）：15-23.