预应力技术在建筑结构设计中的应用
- 格式:pdf
- 大小:279.36 KB
- 文档页数:2
试论预应力技术在房屋建筑施工中的应用【摘要】预应力技术是一种先进的建筑施工技术,在房屋建筑中具有广泛的应用。
本文结合预应力技术的概述、优势以及在混凝土结构和房屋建筑中的具体应用,分析了预应力技术在提高房屋建筑质量和耐久性中的作用。
预应力技术通过施加预先设计的张力,有效消除了混凝土结构中的裂缝,提高了房屋的承载能力和抗震性能。
该技术不仅可以确保房屋的安全性,还能有效延长房屋的使用寿命。
预应力技术在房屋建筑施工中的应用至关重要。
展望未来,预应力技术将继续发挥重要作用,为房屋建筑领域的发展提供技术支持。
预应力技术在房屋建筑施工中的应用对于提高建筑质量和耐久性具有重要意义。
【关键词】预应力技术、房屋建筑施工、混凝土结构、质量、耐久性、优势、应用、重要性、发展方向、总结。
1. 引言1.1 试论预应力技术在房屋建筑施工中的应用预应力技术是一种先进的建筑技术,通过在混凝土构件中施加预先的压力,以减小或消除受力构件的内部应力,从而提高构件的承载能力和抗裂性能。
在房屋建筑施工中,预应力技术的应用不仅可以提高房屋结构的整体性能,还可以降低工程成本,缩短工期,提高施工效率。
预应力技术的优势在于可以有效提高混凝土构件的抗弯和抗剪能力,增加房屋的整体稳定性和安全性。
预应力技术还可以降低混凝土结构的裂缝宽度,提高房屋的耐久性和美观性。
在混凝土结构中,预应力技术通常应用于梁、板、柱等受力构件,通过预应力筋的施加,可以有效减小构件的变形,提高结构的承载能力。
预应力技术在房屋建筑施工中发挥着重要的作用,可以提高房屋建筑的质量和耐久性,为房屋结构的安全性和可靠性提供保障。
2. 正文2.1 预应力技术概述预应力技术是一种通过在混凝土结构中施加预先设计好的压力,以抵消结构受力时所产生的应力而达到增强结构承载能力的施工技术。
预应力技术的主要原理是利用预应力钢筋的高强度和混凝土的良好性能,通过在混凝土养护前施加压力,使得结构在使用过程中能够承受更大的荷载,延长结构的使用寿命。
预应力技术在建筑工程中的应用实例摘要:预应力技术作为当前土木工程施工中的关键技术之一,为业主及设计人员在确定建筑方案时提供了一种结构体系的选择。
预应力技术的应用大幅度提高了原结构梁的受弯承载力,其结构耐久性较好,并具有良好的经济性和便捷性。
关键词:预应力技术;建筑工程;应用实例引言近几年,随着我国经济的不断发展、城市化程度的不断提高,作为我国国民经济的重要支柱产业的建筑业迅速发展。
但随着建筑业的不断发展,近些年,施工作业和材料选择不当导致了一些问题,极大地影响了建筑业的发展。
因此,有关人士提出建议,要想使建筑业科学发展,最重要的是选择合适质量的建筑材料,提高建筑业的施工技术水平。
1预应力混凝土的概念预应力是指预先施加的压力。
为了防止工程施工中出现混凝土裂缝,必须使用高性能的混凝土和高强度的钢,在建筑物受到外力作用之前,施加于建筑物,减少混凝土结构的拉力,从而提高结构的刚度、强度和抗裂性能。
与普通混凝土相比,预应力混凝土具有强度高、抗裂性能好的特点,同时降低了混凝土结构的整体质量,提高了混凝土构件应用的稳定性,尤其是在人重、人跨工程中,应用更为广泛,不但材料用量减少,而且工程造价降低。
因此,预应力混凝土技术在工民建施工中的应用越来越广泛。
2预应力技术的优势首先,可以很好地减少地基和地下空间的挖掘。
当代构造物为了节约土地资源一般修建超高层房屋,因为社区内可以停车的地方很少,所以通常把停车场修建在地面以下。
预应力的应用可以把底部板子制作为预应力平板,发电室等构筑物的建筑标高通常使用非整体开挖,缩短了整个楼层的高度和挖掘深度,在很大程度上降低了建设造价。
随着人们生活水平的提高,室内装潢得到了很大发展,很多住户会根据自身的喜爱对建筑实行整改,同时商业产业因为要把各个店铺进行分离,也需要对构筑物内部构造进行改进。
预应力平板有着很高的适应能力,可以确保重新装潢时整个建筑物的稳固性。
3土建工程中黏结预应力梁施工分析在土建工程中进行黏结预应力梁的施工过程,施工人员需要严格根据以下的施工工序进行施工。
钢筋混凝土预应力技术应用范围与设计标准一、引言钢筋混凝土预应力技术是一种先进的建筑技术,它以钢筋混凝土为基础,通过预先施加预应力,使得混凝土在受力时具有更强的承载能力和耐久性。
这种技术的应用范围非常广泛,可以用于各种建筑结构的设计和施工,如桥梁、高层建筑、地下结构等。
本文将从技术原理、应用范围和设计标准三个方面详细介绍钢筋混凝土预应力技术的应用。
二、技术原理钢筋混凝土预应力技术是通过预先施加预应力,改善混凝土的受力性能和耐久性。
预应力是指在混凝土未受力时,通过预先施加一定的拉应力或压应力来改变混凝土的内部应力状态,使其在受力时具有更好的承载能力。
预应力分为两种类型:一种是静态预应力,即通过机械或液压装置施加预应力;另一种是动态预应力,即通过钢绞线等材料进行预应力。
预应力的作用是通过改变混凝土内部应力分布,使得混凝土在受力时具有更强的承载能力。
具体来说,预应力可以使混凝土在受力时有更高的应力水平,从而提高其抗弯强度和抗剪强度;同时,预应力还可以缩小混凝土的变形,提高其抗震性能和耐久性。
总之,钢筋混凝土预应力技术通过预先施加预应力,改善混凝土的受力性能和耐久性,提高建筑结构的安全性和可靠性。
三、应用范围钢筋混凝土预应力技术的应用范围非常广泛,可以用于各种建筑结构的设计和施工,如桥梁、高层建筑、地下结构等。
以下是各种建筑结构中钢筋混凝土预应力技术的应用范围:1、桥梁钢筋混凝土预应力技术在桥梁设计中得到了广泛应用。
预应力混凝土桥梁具有结构轻巧、承载能力强、使用寿命长等优点。
在桥梁设计中,预应力混凝土桥梁可以通过施加不同方向的预应力来达到不同的受力效果,从而满足不同的设计要求。
2、高层建筑钢筋混凝土预应力技术在高层建筑设计中也得到了广泛应用。
预应力混凝土结构可以使得高层建筑具有更好的承载能力和抗震性能,从而提高其安全性和可靠性。
在高层建筑设计中,预应力混凝土结构可以通过施加不同方向的预应力来达到不同的受力效果,从而满足不同的设计要求。
预应力技术的应用与经济效益分析概述预应力技术是一种广泛应用于工程结构中的先进施工技术,通过在构件上施加恒定的预应力,来抵消结构在使用过程中产生的内力,提高结构的荷载承载能力和使用性能。
本文将重点探讨预应力技术的应用领域以及其所带来的经济效益。
预应力技术的应用领域预应力技术在建筑和桥梁工程中有广泛的应用。
在建筑工程中,预应力技术可以通过对柱、梁、楼板等构件施加恒定的预应力,来改善结构的整体性能。
在桥梁工程中,预应力技术可以利用张拉设备对桥梁构件进行预应力处理,从而提高桥梁的荷载承载能力和抗震性能。
预应力技术还可以在钢结构和混凝土结构中应用。
在钢结构中,预应力技术可以提高构件的稳定性和承载能力;在混凝土结构中,预应力技术可以减少混凝土的应力和变形,提高结构的抗裂性能和耐久性。
预应力技术的经济效益减少材料消耗通过预应力技术,可以减少材料的使用量。
预应力技术可以有效地减少混凝土的应力和变形,从而使得结构在承受荷载时需要的混凝土体积更小。
这不仅可以节省混凝土的使用量,还可以减少施工成本和材料采购的费用。
增加结构荷载承载能力预应力技术可以有效地提高结构的荷载承载能力。
通过施加适当的预应力,可以提高结构的抗弯和抗剪能力,使得结构可以承受更大的荷载。
这不仅可以提高结构的使用性能,还可以延长结构的使用寿命,减少维护和修复的成本。
提高结构的抗震性能预应力技术可以有效地增强结构的抗震性能。
预应力技术可以提高结构的整体稳定性和刚度,减少结构在地震中的振动和变形。
这不仅可以保证结构在地震中的安全性,还可以减少地震引起的损失和修复费用。
提高施工效率预应力技术可以提高施工效率。
预应力技术可以利用张拉设备对构件进行预应力处理,从而实现工程施工的快速和自动化。
这不仅可以减少施工时间,还可以降低施工成本和人工费用。
促进工程可持续发展预应力技术可以促进工程的可持续发展。
通过减少材料消耗和提高结构的使用寿命,预应力技术可以减少资源的浪费和能源的消耗,从而减少对环境的影响。
试述预应力技术在建筑工程中的应用在建筑工程领域,预应力技术的应用日益广泛,为建筑结构的稳定性、安全性和经济性提供了有力保障。
预应力技术通过在结构构件承受荷载前,预先对其施加压力,从而提高构件的承载能力和抗裂性能,有效延长建筑的使用寿命。
预应力技术的原理在于利用高强度钢材的抗拉性能,在混凝土构件中预先施加一定的预压应力,使其在承受外荷载时,能够抵消或减少拉应力,从而延缓裂缝的出现和扩展。
这种技术的核心在于控制预应力的大小和分布,以满足不同结构和荷载条件的要求。
在建筑工程中,预应力技术主要应用于以下几个方面:首先是预应力混凝土桥梁。
桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,需要承受车辆的动荷载和自身的重量。
预应力技术能够显著提高桥梁的跨越能力,减少梁体的截面尺寸,降低结构自重,增加桥梁的耐久性。
例如,在大跨度桥梁中,采用预应力连续梁或连续刚构桥的结构形式,可以有效地减小梁体的弯矩和挠度,提高桥梁的整体性能。
同时,预应力技术还可以用于桥梁的加固和改造,通过施加体外预应力索,增强桥梁的承载能力,延长其使用寿命。
其次是预应力混凝土楼板。
在多层和高层建筑中,楼板的自重往往占较大比例。
采用预应力混凝土楼板可以减小楼板的厚度,增加室内净空高度,减轻结构自重,降低工程造价。
此外,预应力楼板还具有较好的抗裂性能和抗震性能,能够提高建筑物的整体安全性。
在一些大型商场、展览馆等大空间建筑中,预应力空心楼板的应用能够满足对跨度和承载能力的要求,同时提供良好的使用功能。
再者是预应力混凝土桩。
在基础工程中,预应力混凝土桩具有较高的承载能力和抗裂性能。
通过施加预应力,可以提高桩身的强度和刚度,减少桩的沉降和变形。
预应力混凝土管桩由于其生产工艺成熟、质量稳定、施工方便等优点,在建筑工程中得到了广泛的应用。
此外,预应力混凝土方桩、灌注桩等也在不同的工程条件下发挥着重要的作用。
预应力技术在大跨度屋盖结构中也有出色的表现。
如体育场馆、展览馆、航站楼等大型公共建筑通常需要大跨度的屋盖结构来满足使用要求。
预应力技术的优势及其在建筑行业的应用引言预应力技术是一种常用于建筑结构中的加固方法,通过对材料施加压力,以提高构件的承载能力和耐久性。
本文将介绍预应力技术的优势以及在建筑行业中的应用。
预应力技术的优势提高结构的承载能力预应力技术可以通过施加预应力,使结构在受到外部荷载时具有更高的承载能力。
预应力技术可以将结构的屈服荷载提高,使其能够承受更大的荷载。
延长结构的使用寿命预应力技术可以提高结构材料的应力状态,从而提高材料的抗压能力和耐久性。
通过预应力技术,结构可以更好地抵抗外部环境的侵蚀和结构变形,从而延长结构的使用寿命。
减少结构变形预应力技术可以减少结构在受到荷载时的变形。
通过施加预应力,可以使结构在荷载作用下的变形降低,提高结构的稳定性和安全性。
降低结构的自重预应力技术可以减少结构自身的重量,从而降低结构的自重。
预应力技术可以通过施加预应力,减少材料的应力,使结构的自重减少,降低结构对地基的压力。
提高施工效率预应力技术可以提高建筑施工的效率。
通过预应力技术,结构构件可以进行预制加工,减少现场施工时间和人力资源的使用。
预应力技术还可以使结构构件的质量更加可控,降低施工中的质量风险。
预应力技术在建筑行业的应用预应力混凝土结构预应力混凝土结构是预应力技术在建筑行业中最常见的应用。
预应力混凝土结构可以应用于各种建筑类型,如高层建筑、桥梁、水库等。
预应力混凝土结构通过施加预应力,提高结构的承载能力和耐久性,使结构更加坚固和稳定。
预应力钢结构预应力钢结构是预应力技术在建筑行业中的另一种应用。
预应力钢结构通过施加预应力,使结构具有更高的强度和刚度。
预应力钢结构可以应用于各种建筑类型,如大跨度厂房、体育馆等。
预应力钢结构具有重量轻、施工便捷的优点,广泛应用于建筑行业。
预应力砖结构预应力砖结构是预应力技术在建筑行业中的一种创新应用。
预应力砖结构通过施加预应力,提高砖结构的承载能力和耐久性。
预应力砖结构具有砖的保温性能和预应力技术的优势,可以应用于住宅建筑等领域。
预应力的作用及原理预应力技术是一种在建筑工程中被广泛应用的技术,其作用是通过施加预先定义量的压缩力来提高构件的承载能力和耐久性。
以下是预应力技术的作用和原理的更深入的探讨:一、预应力技术的作用1. 提高构件的承载能力:预应力技术可以显著地提高混凝土构件的承载能力。
由于预应力产生的压缩应力减少了混凝土受拉的面积,从而降低了混凝土的应力,广大地提高构件的承载能力和抗震性。
2. 增强构件的耐久性:预应力技术可有效地抵抗混凝土的裂缝和变形,从而提高混凝土结构的耐久性。
此外,预应力技术还可以减少混凝土与环境中的空气、水、盐等物质的接触,从而减缓混凝土老化的过程。
3. 改善施工效率:在采用预应力技术时,可以通过提前制作工厂拧紧预应力,取代传统现场钢筋加固的过程,从而减少钢筋加固的工作量,同时提高建筑施工的效率。
4. 实现轻量化:预应力技术可以通过提高构件的承载能力,从而减轻混凝土结构的总重量,实现轻量化设计,同时减少建筑材料的用量。
二、预应力技术的原理预应力技术是通过施加预先定义量的压缩力来提高构件的承载能力和抗变形能力。
其原理与混凝土本身的力学性质有关。
建筑结构在受力时,混凝土内部会产生拉应力,从而影响混凝土的承载能力和稳定性。
预应力技术的基本原理是通过预先加固混凝土构件内的钢筋,从而在混凝土的受力过程中产生与钢筋相反的压缩应力,在减少混凝土受压应力的同时提高其承载力和稳定性。
预应力技术采用钢筋在施加拉力后,使混凝土块得到压缩,而压缩就意味着混凝土在压缩带域内的应力状态提高了。
由于混凝土在受压状态下的强度明显高于受拉状态,预应力就能够保证混凝土构件的承载能力。
总之,预应力技术是一种广泛使用的建筑工程技术,其通过施加预先定义量的压缩力,可以提高混凝土构件的承载能力和稳定性,从而增强建筑结构的耐久性、抗震性和承载能力。
应用预应力技术能够在建筑施工方面提高效率和减少材料用量,从而实现经济实惠和环保可持续发展的目标。
预应力技术在建筑工程中的应用摘要:通过对各种预应力结构形式的分类说明,和对预应力平板结构优点的重点阐述,分析和比较预应力结构的竞争力所在及其适用范畴,达到预应力技术在建筑工程中推广的目的。
随着人们消费观念的改变,对住房和工作环境及消费水平的要求也越来越高,住宅要求有较好的内景,办公室要求有开阔舒服的空间,建筑要追求较大的净高……预应力结构的显现,轻松的实现了这些要求。
预应力结构的形式也是多样丰富的,常用的形式有:无梁平板结构、有梁大板框架(或剪力墙)结构、转换层结构、门架结构和吊车梁以及专门结构如水池、筒仓、大悬挑结构等。
(一)、预应力平板结构传统的一般钢筋混凝土梁板结构体系,需在柱间及隔墙下设置框架梁和次梁,这必定导致室内明梁纵横交错,降低了楼层的有效高度,阻碍了室内美观和使用功能,装修也较难处理;由于室内明梁的存在,隔墙布置的任意性受到限制,室内功能的重新调整比较困难,而一栋建筑物在其50年甚至70年使用期内都不需对空间重新分隔和变换使用功能是专门难想象的,专门是一样的商场建筑及办公楼建筑。
若设计中楼盖体系采纳一般钢筋混凝土平板结构或预应力平板结构,以上问题则迎刃而解;工程若采纳一般钢筋混凝土无梁平板结构,由于内隔墙较多,附加荷载较大,要使一般钢筋混凝土平板的裂缝操纵等级及挠度满足规范要求,运算所需板厚较厚,同时一般钢筋用量也较大,不经济。
因此,为了提高整个楼盖的抗裂性能,减薄板厚,减轻结构自重,提高其使用功能,采纳近年来在大量工程中得以广泛应用的现代高效预应力混凝土结构技术,将整个楼盖设计为后张部分预应力混凝土无梁平板结构是一个良好的选择。
这种预应力无梁平板,除在楼板周边保留必要的边梁和在局部少数有隔墙的地点及洞口边缘保留梁之外,室内明梁全部取消,仅在必要的地点设暗梁以改善楼板的受力性能,每单元整个室内顶板为一整块的平面。
这种结构具有各种预应力结构的许多共性,其优点要紧有:(1)有利于减少地下室埋深及基坑开挖深度关于有地下室的大型建筑或高层建筑,常常把地下室作为车库或商场。
预应力技术在建筑工程中的应用随着现代建筑工程的不断发展,预应力技术越来越被广泛应用于各种建筑工程中。
预应力技术通过在混凝土构件内预先施加张力,使混凝土在受到外力作用时能够更好地抵抗变形和裂纹,从而提高建筑物的承载能力和稳定性。
本文将从预应力技术的基本原理、应用范围、施工方法和施工注意事项等方面进行介绍和探讨。
一、预应力技术的基本原理预应力技术是在混凝土构件内施加一定的预应力,使构件在受到外力作用时能够更好地抵抗变形和裂纹。
预应力技术的基本原理是利用钢筋的高强度和混凝土的高压缩强度,通过在混凝土构件内预先施加张力,使混凝土在受到外力作用时能够更好地发挥其抗拉性能,从而达到增强混凝土构件承载能力和稳定性的目的。
预应力技术的施工方法分为两种:一种是预应力预制构件,即在浇筑混凝土前,在钢筋上施加预应力,然后在混凝土凝固后松开张力,使混凝土产生压应力和受拉应力,从而达到增强混凝土构件的目的;另一种是现浇预应力构件,即在浇筑混凝土时,在钢筋上施加预应力,使混凝土在凝固后产生预应力,从而达到增强混凝土构件的目的。
二、预应力技术的应用范围预应力技术适用于各种建筑工程中的混凝土构件,如桥梁、高层建筑、水利工程、隧道、地铁、机场跑道等。
在桥梁工程中,预应力技术可以有效地增强桥梁的承载能力和稳定性,延长桥梁的使用寿命;在高层建筑中,预应力技术可以提高建筑物的抗震性能和抗风性能,保证建筑物的安全性;在水利工程中,预应力技术可以增强水利结构的承载能力和抗震性能,保证水利工程的安全性;在隧道和地铁工程中,预应力技术可以增强隧道和地铁结构的承载能力和稳定性,保证隧道和地铁的安全性;在机场跑道工程中,预应力技术可以提高机场跑道的承载能力和耐久性,保证机场的正常运营。
三、预应力技术的施工方法预应力技术的施工方法主要包括预应力布置、预应力张拉、预应力锚固和预应力撤除等步骤。
1. 预应力布置预应力布置是指在混凝土构件内布置预应力钢筋的过程。
预应力在钢结构中的应用一、引言在建筑领域中,预应力技术的应用已经变得越来越普遍。
这种技术通过施加压力在结构构件中预先形成应力,以增加结构的强度和刚度。
本文将探讨预应力在钢结构中的应用,并分析其优势和限制。
二、预应力技术的原理预应力技术是利用金属钢筋或钢缆在施工前就施加一定的预压,通过预应力钢筋的张拉来产生预压力。
将预应力钢筋与结构构件固定后,预应力钢筋通过释放预压力,使结构在工作荷载下达到平衡状态。
这种技术可以减少结构的变形和裂缝,提高结构的承载能力和耐久性。
三、预应力在钢结构中的应用1. 提高强度和刚度预应力技术可以增加钢结构的强度和刚度,使其能够承受更大的荷载。
钢结构中的预应力钢筋可以通过预压力将结构构件紧密地连接在一起,增加结构的整体刚度和稳定性。
2. 减少结构变形和裂缝预应力技术可以有效减少钢结构在工作荷载下的变形和裂缝。
通过施加预压力,预应力钢筋可以消除或减小结构在荷载作用下的伸缩变形,使结构保持稳定。
3. 增加结构耐久性由于预应力技术可以减少结构的变形和裂缝,从而延长结构的使用寿命。
预应力钢筋通过预压力改善了结构的抗震性能和变形能力,提高了结构的耐久性。
四、预应力技术的局限性1. 施工复杂性预应力技术在施工过程中需要进行预应力钢筋的张拉和锚固等操作,施工难度较大。
需要专业的工程师和施工人员进行施工,增加了工程的难度和成本。
2. 维护和检测需求钢结构中的预应力钢筋需要进行定期的维护和检测,以确保其正常工作。
对预应力钢筋的张力和位移进行监测,以及对锚固系统的检查和维护是必要的,这增加了结构的维护成本和周期性。
3. 限制性应用预应力技术在某些结构中的应用存在限制。
对于小型建筑或者无特殊要求的结构,预应力技术可能不是必要的,并且增加了建筑造价。
五、结论预应力技术在钢结构中的应用具有明显的优势,包括提高强度和刚度、减少结构变形和裂缝、增加结构耐久性等。
然而,预应力技术的施工复杂性、维护和检测需求以及限制性应用也需要考虑。
预应力技术在建筑结构设计中的应用
发表时间:2017-11-20T10:36:12.073Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第17期作者:黄志勇
[导读] 促进了建筑工程的发展,同时建筑工程类型和规模也不断在变化,使得建筑工程预应力施工技术的要求也不断提升。
广东现代建筑设计与顾问有限公司广东省深圳市 518000
摘要:随着科技的进步发展,预应力技术也得到不断发展,当前预应力技术已经深入到土木工程施工的各个领域,其保障着整个工程结构的稳定性和使用的安全性。
因此建筑工程预应力对建筑工程的整体结构具有非常重要的影响。
本文简要阐述了预应力技术的相关概念和特点,对预应力技术的施工工艺进行探讨,最后对预应力技术在建筑结构设计中的应用进行了研究分析,旨在提高建筑工程的质量。
关键词:建筑工程;预应力技术;应用
建筑工程预应力施工技术是我国建设部重点推广施工新技术之一,现阶段建筑工程预应力施工技术应用逐渐广泛,在建筑工程施工过程中发挥着非常重要的作用。
城市化建设的快速推进,促进了建筑工程的发展,同时建筑工程类型和规模也不断在变化,使得建筑工程预应力施工技术的要求也不断提升。
一、预应力技术概述
预应力技术一般是指对结构构件中的钢筋预先施加应力的技术,用以改善结构构件的受力性能。
比如在承受外荷载之前,对受拉模块中的钢筋,施加预压应力,可以提高构件的刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。
中国人在很早以前就懂得运用这种技术,人们通过在木桶周围套上铁皮或竹箍,以紧密木条,提高木桶的刚度。
这里的铁皮或竹箍的作用就是对木桶壁产生一个环向的压应力,只要桶里的水压不大于这个预加的压应力,水桶就不会开裂不容易漏水。
二、预应力技术的特点
与非预应力结构相比,预应力结构具有很多的优点。
具体如下:
1、结构的使用性能得到改善,结构的耐久性得到提高;
2、构件截面高度减小,自重减轻;
3、充分利用高强钢材的性能;
4、良好的裂缝闭合性能与变形回复性能;
5、抗剪承载力提高;
6、抗疲劳强度提高。
三、预应力技术的施工工艺
预应力技术的施工工艺依据不同分类方法不同:依据与构件制作相比较的先后顺序分为先张法和后张法;按钢筋的张拉方法分为机械张拉和电热张拉;根据施工工艺的不同分为后张法,后张自锚法,无粘结后张法,电热法等等。
目前最常用到的是先张法和后张法。
1、先张法施工工艺
先张法预应力混凝土构件在台座上进行生产时,先是张拉预应力钢筋,然后浇筑混凝土,最后再放松预应力钢筋。
施工中可以按照具体的情况进行适当的调整。
2、后张法施工工艺
与先张法相比较,后张法的主要施工步骤是:先制作构件,预留孔道。
当构件的混凝土达到设计要求的强度时,在预留的孔道内穿预应力钢筋,预应力张拉并锚固,最后孔道灌浆。
四、预应力技术在建筑结构设计中的应用
建筑结构设计中用到预应力技术的地方主要是预应力平板结构、明梁大板框架(剪力墙)结构和转换层结构等。
1、预应力平板结构
近年来,建筑楼盖的抗裂性能、板厚、结构自重等均是设计难点,而预应力平板结构则可以有效处理这些问题。
预应力无梁平板结构取消了室内明梁,仅仅在楼板周边、尺寸较大洞口周边和少数荷载较重的隔墙下部保留,整个顶板则为一个整体的平面,没有梁体的分割和梁高带来的高差。
预应力平板结构的主要优势在于:(1)对于有地下室的建筑,这样的结构能减少基坑开挖深度和地下室埋深,从而减少了建筑耗材,更加经济实用;(2)减少层高,增加了楼层的有效净高;(3)预应力楼板给用户的空间自由度更大,空间可任意组合分隔;(4)避免了由于管线及通风管道的铺设降低层高的问题,同时方便了管道的安装;(5)预应力平板结构的预应力钢筋可以在楼板中产生一个轴向压力,使得平板的刚度提高,挠度减小,抗裂性能也大为提高,同时还减少了钢筋用量,降低了造价;(6)采用后张拉预应力技术的的构件在混凝土强度达到设计强度的75%后即可进行预应力张拉,张拉完成后即可拆除模板,施工速度要快于一般的梁板体系,而且提高了模板的利用率,大大缩短了施工周期。
预应力平板结构的设计也自成体系,以无粘结预应力混凝土平板结构为例,其设计步骤如下:(1)选择截面尺寸。
在初步设计时,按跨高比求出板的最小厚度并且验算所选板厚的抗冲切能力;(2)预应力筋估算,包括预应力筋的线型选择和预应力筋的初步估算;(3)次内力与荷载效应组合计算,可以按照等代框架法或有限元法进行此步;(4)正截面承载力验算;(5)抗冲切验算。
虽然在目前的预应力平板设计过程中,仍然存在许多争议与问题,主要体现在结构的建模、预应力钢筋的估算与布置、极限状态和承载能力极限状态的验算等等,仍然需要设计人员大量的经验和不断的总结,但是预应力平板结构的优势是显而易见的,相信以后会被越来越多的工程所采用。
2、明梁大板框架(或剪力墙)结构
明梁大板框架结构是指在柱子(或剪力墙)间布置框架梁,在大板上布置隔墙的结构体系。
这种结构与平板结构有很多相似之处,柱距大可以有效利用空间,省去了室内错综复杂的次梁,增加净高,抗裂性能好,节省材料、节省模板和人工,施工迅速。
所不同的是,这种结构体系还带有明梁,仍然属于框架或剪力墙结构,可以用于平板结构所不太适宜的高层或抗震设防烈度比较大的地方。
明梁大板框架结构体系配合预应力宽扁梁的使用,效果更明显,比如净跨8米左右的预应力宽扁梁可以做到400~450mm高,而普通混凝土梁的高度一般
要做到650~700mm,采用预应力宽扁梁的设计大大节省了楼层净高。
这种优点使得它不仅在住宅和办公楼得到了广泛的应用,而且在大型商场以及地下停车场的设计中也大受开发商的欢迎。
3、转换层结构
建筑转换层是指建筑物某层上下部分因平面使用功能的相异而采用了不同的结构类型,通过该层进行结构转换。
多用于剪力墙结构和框架-剪力墙结构,它将上部剪力墙转换为下部的框架,以创造一个较大的内部自由空间。
一般来说在大型商住楼的设计中采用的比较多,比如上部住宅剪力墙布置较密,而下部的商场或公共设施却希望有灵活的空间,柱网要大,剪力墙要少,解决这种矛盾最常用的途径就是设置转换层,用以传递剪力,约束变形。
然而传统意义上,设置转换层从经济上必然带来造价的提升,许多开发商迫于经济预算都望而止步。
于是采用预应力技术的转换层结构就应时而生。
通过利用预应力技术的优势,可以有效减少结构构件的截面尺寸,减轻转换层的自重,减少转换层的刚度,以利结构的抗震,更可以有效控制梁板等构件的裂缝和挠度。
而随着预应力技术的逐渐成熟,预应力材料及施工费随之降低,目前我国高层建筑转换层结构中采用预应力技术的情况也屡见不鲜了。
预应力技术的日趋成熟,不仅能满足实际的基本要求,还能带来明显的经济效益,这些也说明了转换层结构中应用预应力技术的实例越来越多的原因。
其它的在一些大跨度悬挑结构、仓储筒、塔楼等特种结构设计中,也屡见预应力技术的身影,甚至在地下基础设计中,也有采用预应力技术的尝试。
特别是绕丝后张拉预应力混凝土水池,在国内设计使用了几十年,利用预压应力来有效抵消水压,这同古人在木桶周围套上铁箍施加预应力何其类似,这是古代劳动人民的智慧在新时代的再次成功应用。
总结
预应力技术经过了几十年的工程实践和不断研究,已经是比较成熟的一项工程技术,在今后的发展中,还将日臻完善。
工程实践告诉我们,预应力技术以种种优势,在某些建设领域有着强大的生命力和竞争力,甚至在其还未完全占领的领域仍然具有强大的发展力。
参考文献
[1]吴浩然.浅谈民用房屋建筑工程预应力施工要点及质量控制[J].科技创新导报,2009.7.
[2]陈立明.对房屋建筑有粘结预应力施工技术分析[J].城市建设理论研究,2011.20.。