预应力结构构造要求

预应力混凝土结构设计要点探讨摘要：随着现代科技的不断发展，房屋结构的设计越来越趋向于细致化和功能化，其中预应力结构在建筑工程中也得到广泛应用。

预应力结构混凝土结构和钢筋混凝土结构相比，具有优良的抗裂性能，承载力强，刚度大的特点，因而在建筑工程领域获得了广泛的应用。

关键词：预应力；结构；钢筋前言：现代预应力结构技术是提高结构的使用功能，节约钢材的重要技术。

建筑行业的发展促进了相应的建筑结构形式的革新，各种新型的、更加符合工程要求的设计及施工技术开始被广泛地应用到了建筑项目中，尤其是预应力混凝土结构的使用，使得许多不可实现的建筑设计方案得以施行，为建筑设计工作开辟了更为广阔的发展空间。

预应力结构的出现带动了建筑工程施工技术的飞速发展，为建筑物带来了既经济又美观的结构形式，带动了工程科学的飞速发展。

1、预应力混凝土结构概述随着建筑业的发展,预应力技术的应用越来越普遍,目前已成为建筑结构设计的一种重要技术。

与传统的普通建筑结构设计相比，预应力结构设计具有经济、实用、美观、适合于大跨度及大荷载量建筑结构施工的显著特征。

预应力结构是建筑工程中利用配置受力的预应力筋，通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土结构。

通过张拉预应力筋产生的应力和使用过程中荷载产生的反方向的应力，这时就会出现抵消局部或者全部荷载出现的应力，用来提升结构使用性能的一种结构形式。

混凝土结构在受力过程中受拉区早期容易出现裂缝，为了克服其抗拉强度低的缺点，在构件使用之前，预先在混凝土受拉区施加一个预压力，通过张拉钢筋，浇筑混凝土，待钢筋与混凝土之间具有足够粘结力时放张钢筋，利用钢筋回弹力使该部位混凝土预先受压。

构件在未使用的情况下，其内部已经储存有预压力，当构件工作过程中受到外荷载作用发生变形局部受拉时，这部分拉力须先抵消混凝土内存在的预压力，随着荷载及形变的增大，构件施加预压力部分逐渐从受压状态过渡到不受力，再到受拉，大大延缓甚至阻止了混凝土裂缝的出现，从根本上改变了混凝土的受力性能，通过配置高强钢筋及高强度等级的混疑土，能大幅度提高混凝土构件的承载力及抵抗变形的能力，这种形式的混凝土就称为预应力混疑土。

预应力混凝土梁的构造和性能研究摘要：预应力结构在众多基础设施及住宅大跨度梁建设工程项目中的广泛应用，也得益于其稳定的力学性能指标和结构应用特点。

但是不论选用先张法还是后张法，都需要配备较多钢筋和混凝土等施工材料以及张拉机械设备，还需要对其张拉操作定位基准点进行严格管控，才能够及时规避较多质量通病问题和安全隐患的产生，并实时监测各项预应力结构的安全稳定性能指标。

关键词：预应力；混凝土梁；构造和性能1预应力混凝土结构概述预应力混凝土结构，即在结构受外荷载作用前，根据工程需要人为地对其施加压力，产生预应力状态来减小或抵消外荷载所引起的拉应力。

预应力混凝土结构包括后张法无黏结预应力混凝土（UPC）结构以及有黏结预应力混凝土（BPC）结构，前者具有抗腐蚀高、抗疲劳性好、承载能力大等优点，广泛应用于道路桥梁工程中。

前人针对预应力混凝土结构的力学性能开展了大量的研究工作，并取得了很多有意义的成果。

彭修宁等对自制的混凝土梁试件开展静载试验，分析了预应力对装配整体式混凝土梁抗剪承载力的影响。

于洋等通过室内试验、理论推导等手段，对预应力混凝土空心板梁力学性能进行了分析，并提出了基于斜裂缝水平投影的抗剪承载力计算公式。

虽然学者们在预应力混凝土结构性能研究方面做出了大量的贡献，提供了很多可行的研究思路，但在对预应力混凝土结构进行力学性能研究时，忽略了结构中钢筋与混凝土界面摩擦力学行为的影响。

2预应力混凝土结构施工方案2.1“数层浇筑、顺向张拉”现浇预应力混凝土多层建筑结构施工时，在完成若干楼层混凝土的浇筑和养护后，再按照自下而上的“顺向”张拉顺序对预应力筋进行逐层张拉，这种施工顺序称为“数层浇筑、顺向张拉”。

采用这种施工方案时，结构混凝土浇筑和养护可按照普通钢筋混凝土结构逐层连续施工；预应力筋张拉则可穿插进行，以节约工期。

但这种顺序，由于下层支撑需要承受其上楼层的施工荷载而无法及时拆除，造成占用较多的支撑和模板。

此外，由于下层预应力筋张拉会产生向上的反拱效应，进而对其上楼层产生不利影响，因此，采用该施工方案时需要确保上部各楼层混凝强度满足施工要求。

建筑结构预应力混凝土设计预应力混凝土是一种通过向混凝土施加预先施加的拉应力来提供抗拉能力的构造材料。

在建筑结构设计中，预应力混凝土常被用于大跨度桥梁、高层建筑以及其他对承载能力要求较高的结构中。

本文将探讨预应力混凝土设计的基本原理、施工工艺以及设计注意事项。

一、预应力混凝土设计原理预应力混凝土设计的核心原理是通过在混凝土构件内部施加预先的拉应力，使混凝土在工作荷载作用下形成压应力，从而提高整体的抗弯强度和抗剪能力。

预应力混凝土的设计过程通常包括以下几个步骤：1. 荷载分析：根据实际使用条件和荷载要求，确定混凝土构件所承受的荷载类型、大小和作用位置。

2. 强度计算：根据荷载分析结果和材料力学性能，计算混凝土构件的抗弯强度和抗剪能力。

3. 预应力计算：根据设计要求和混凝土构件的几何形状，确定预应力的大小、方向和分布方式。

4. 总体设计：根据预应力计算结果，进行结构整体的设计，包括确定构件的尺寸、几何形状以及配筋方式。

二、预应力混凝土施工工艺预应力混凝土的施工工艺包括以下几个关键步骤：1. 预应力钢筋制作：根据设计要求和施工需要，将钢筋加工成预应力钢筋。

2. 模板安装：根据设计图纸，搭建适应混凝土构件形状的模板，并进行定位和固定。

3. 预应力钢筋安装：根据设计要求，在模板内安装预应力钢筋，并进行预张拉或预应力。

4. 浇筑混凝土：将预应力钢筋安装好后，进行混凝土的浇筑和养护。

5. 后张拉：在混凝土达到设计强度后，对预应力钢筋进行后张拉或加固，以增加混凝土构件的整体强度。

三、预应力混凝土设计注意事项在进行预应力混凝土设计时，需要注意以下几个方面：1. 控制预应力：预应力的大小、分布和方向需要根据结构的受力情况进行合理控制，以确保结构的整体稳定性和安全性。

2. 安全系数：在设计中应考虑合理的安全系数，以确保结构在实际使用和荷载条件下的可靠性和承载能力。

3. 施工监控：在预应力混凝土的施工过程中，应严格控制施工工艺和操作，确保预应力钢筋的正确安装和张拉过程的准确控制。

全国民用建筑工程设计技术措施结构全国民用建筑工程设计技术措施结构2010-05-0716:5716预应力混凝土结构16.1一般规定16.1.1预应力结构构件应根据结构类型及构件部位选择采用有粘结或无粘结预应力。

对于主要承重构件和抵抗地震作用的构件宜采用有粘结预应力，并保证灌浆质量;对于板类构件(包括扁梁和次梁)宜采用无粘结预应力;在水下或高腐蚀环境中的结构构件，不应采用无粘结预应力结构;悬臂大梁不应采用无粘结预应力。

16.1.2预应力混凝土结构构件，除应根据使用条件进行承载力计算及变形、抗裂、裂缝宽度和应力验算外，尚应按具体情况对制作、运输及安装等施工阶段进行验算，必要时应考虑振动影响。

16.1.3预应力混凝土结构设计中，应考虑预应力施加顺序与结构施工顺序的关系及其对结构的影响。

16.1.4预应力构件截面尺寸的确定除考虑结构方案、荷载等条件外，还应考虑预应力束及锚具的布置要求。

16.1.5预应力混凝土结构设计中，应确保预加应力能够有效地施加到预应力结构构件中，必要时应采取措施减少竖向支承构件或相邻结构刘施加预应力的阻碍作用，并尽量避知对非预应力构件的不利影响。

16.1.6预应力作为荷载效应考虑时，对承载能力极限状态，当预应力效应对结构有利时，预应力分项系数应取1.0;不利时应取1.2。

对正常使用极限状态，预应力分项系数应取1.0。

16.1.7预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30;当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。

一般选择混凝土强度等级为C30~C60。

16.1.8预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。

常用的预应力筋的强度标准值及设计值见表16.1.8-1和表16.1.8-2。

16.1.9预应力筋锚具应根据所采用的预应力钢材及适用的结构情况合理选用，锚具性能应符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T14370，设计时可参照表16.1.9选择使用。

预应力混凝土总结1. 何谓预应力混凝土结构？为何施加预应力？依人为需要，施加某一数值和分布的压应力，用以部分或全部抵消外荷载产生应力的钢筋混凝土结构。

为了避免钢筋混凝土结构过早出现裂缝，并充分利用高强钢筋和高强混凝土的强度，采用预应力混凝土结构。

2. 预应力混凝土结构有哪些特点？预应力混凝土结构的主要优点：1 提高构件的抗裂能力延缓开裂，减小裂缝宽度，甚至避免开裂。

2 构件刚度增大，变形减小裂缝宽度小，甚至不开裂，构件的刚度大，挠度减小3 减小构件截面尺寸，减轻自重，节约材料混凝土有预应力，且使用高强钢筋和高强混凝土，可减轻自重，节约材料 4 扩大了混凝土结构的应用范围可用于防水，防渗，防腐蚀等要求的环境。

预应力混凝土结构的缺点：1 构造、施工和计算复杂，制作技术较高，施工周期较长；2 需要增设施加预应力的设备，投入增加，少量使用不经济；3 构件延性相对较差。

3. 施加预应力的方法有哪两种？两种方法的区别有哪些？先张法：在浇注混凝土之前，张拉预应力钢筋的方法。

后张法：在结硬后的砼构件上张拉预应力钢筋的方法。

4. 预应力混凝土的分类。

按预应力的施加方式分类先张法后张法按钢筋和混凝土之间是否有粘结作用分类有粘结预应力构件无粘结预应力构件按预应力施加的程度分类全预应力砼部分预应力砼5. 预应力混凝土结构中钢筋的种类有哪些？选用预应力钢筋的原则是什么？预应力钢筋的选用原则：⑴ 强度高；⑵ 与砼之间有良好的粘结性能；⑶ 良好的加工性能；⑷ 具有一定的塑性。

★ 预应力钢材的种类：⑴ 中强度预应力钢丝（光面、螺旋肋）⑶ 消除应力钢丝（光面、螺旋肋）⑵ 预应力螺纹钢筋（螺纹）⑷ 钢绞线由直径5~6mm的高强度钢丝捻成的。

分成1×3和1×7两种。

6. 《规范》对于预应力混凝土结构中混凝土强度的要求是什么？★ 预应力混凝土结构对混凝土的要求：⑴ 强度高。

① 承受的预应力高（局部受压）；② 砼与钢筋之间的粘结力高；③ 比较经济的截面；⑵ 收缩、徐变小。

第10章 预应力混凝土构件10.1选择题1．《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于（ B ）。

A. C20 ；B. C30 ；C. C35 ；D. C40 ； 2．预应力混凝土先张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ C ）。

A. 21l l σσ+； B. 321l l l σσσ++ ； C. 4321l l l l σσσσ+++ ； D. 54321l l l l l σσσσσ++++；3．下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失1l σ（ C ）。

A. 两次升温法；B. 采用超张拉；C. 增加台座长度；D. 采用两端张拉；4．对于钢筋应力松弛引起的预应力的损失，下面说法错误的是：（ C ）。

A. 应力松弛与时间有关系；B. 应力松弛与钢筋品种有关系；C. 应力松弛与张拉控制应力的大小有关，张拉控制应力越大，松弛越小；D. 进行超张拉可以减少，应力松弛引起的预应力损失； 5．其他条件相同时，预应力混凝土构件的延性比普通混凝土构件的延性（ C ）。

A. 相同；B. 大些；C. 小些；D. 大很多；6．全预应力混凝土构件在使用条件下，构件截面混凝土（ A ）。

A. 不出现拉应力；B. 允许出现拉应力；C. 不出现压应力；D. 允许出现压应力； 7．《混凝土结构设计规范》规定，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋做预应力钢筋时，混凝土强度等级不应低于（ D ）。

A. C20 ；B. C30 ；C. C35 ；D. C40 ； 8．《规范》规定，预应力钢筋的张拉控制应力不宜超过规定的张拉控制应力限值，且不应小于（ B ）。

A ．ptk f 3.0； B ．ptk f 4.0； C ．ptk f 5.0； D ．ptk f 6.0；9．预应力混凝土后张法构件中，混凝土预压前第一批预应力损失I l σ应为（ A ）。

A. 21l l σσ+； B. 321l l l σσσ++ ； C. 4321l l l l σσσσ+++ ； D. 54321l l l l l σσσσσ++++；10．先张法预应力混凝土构件，预应力总损失值不应小于（ 2/100mm N ）。

3.3 装配式预应力混凝土简支梁桥的构造与设计装配式钢筋混凝土简支梁桥，常用的经济合理跨径在20m 以下。

跨径增大时，不但钢材耗量大，而且混凝土开裂现象也往往比较严重，影响结构的耐久性。

为了提高简支梁的跨越能力，可采用预应力混凝土结构。

目前，世界上预应力混凝土简支梁的最大跨径已达76m。

但是，根据建桥实践，当跨径超过50m 后，不但结构笨重，施工困难，经济性也较差。

因此，我国桥规明确指出：预应力混凝土简支梁桥的标准跨径不宜大于50m。

3.3.1 横截面设计1．横截面形式装配式预应力混凝土简支梁桥的横截面类型基本上与钢筋混凝土梁桥类似，通常也做成T 形、I 形，但为了方便布置预应力束筋和满足锚头布置的需要，下部一般都设有马蹄或加宽的下缘(见图3.15b、c)。

有时为了提高单梁的抗扭刚度并减小截面尺寸，也采用箱形(见图3.15d)。

图3.26 横向分段装配式梁 由于采用预应力筋施加预压力，可以提供方便的接头形式，为了使装配式梁的预制块件进一步减小尺寸和重量，还可做成横向也分段预制的串联梁(如图3.26)。

但由于串联梁施工麻烦，构件预制精度要求高，在国内使用较少。

2．主梁布置经济分析表明，对于跨径较大的预应力混凝土简支梁桥，当吊装重量不受限制时，采用较大的主梁间距比较合理，一般可采用1.8～2.5m。

3．截面尺寸(1)截面效率指标为了合理设计预应力混凝土梁的截面尺寸，首先分析其截面的受力特点。

截面特征如图3.27所示： 在预加力阶段和运营阶段，预应力混凝土梁截面承受双向弯矩。

在预加力阶段，施加了偏心预加力，在预加力和自重弯矩的共同作用下，合力相当作用于截面的下核点（截面上缘应力为零）（如图3.28a）；在运营阶段，若计及预应力损失△，截面内合力为y N 1g M y N y N y y y N N N ∆−=′，则在结构附 加重力(桥面铺装、人行道、栏杆)弯矩和汽车与人群荷 图3.27 界面特征 2g M 图3.27截面特征载弯矩作用下，合力将从下核点移至上核点（截面下缘应力为零），即移动了p M y N ′x s k k K +=的距离（如图3.28b），则有：1'g y M e N = （3.1）()()p g x s y y M M k k N N +=+∆−2 （3.2）图3.28预应力混凝土简支梁的应力状态式中：——预应力筋距截面下核心的偏心矩；'e x s k k 、——截面上、下核心距。

预应力混凝土柱的构造形式与施工工艺1. 引言预应力混凝土柱作为一种常见的结构构件，在建筑和桥梁工程中具有重要的地位。

其采用预先施加的压应力，可以有效地减小柱子在受力时的变形，并提高其承载能力和抗震性能。

本文将介绍预应力混凝土柱的常见构造形式以及相关的施工工艺。

2. 预应力混凝土柱的构造形式预应力混凝土柱的构造形式根据柱子的形状和压应力的施加方式可分为多种类型，常见的有以下几种：2.1 矩形柱矩形柱是最常见的预应力混凝土柱类型之一。

其截面形状呈矩形，可以根据设计要求调整截面尺寸和钢筋布置。

矩形柱通常用于建筑结构中，具有较好的承载能力和抗震性能。

2.2 圆形柱圆形柱的截面形状呈圆形，一般用于桥梁工程中。

圆形柱由于其特殊的几何形状，可以提供较好的抗弯强度和抗震性能。

2.3 多边形柱多边形柱是指截面形状为正多边形的预应力混凝土柱。

多边形柱可以根据设计要求采用三角形、六边形、八边形等多种多边形形状。

多边形柱可以在一定程度上提高柱子的抗剪承载能力。

2.4 T型柱T型柱的截面形状呈T字形，常用于建筑结构中。

T型柱一般采用双向受压预应力的施工方式，可以提高柱子的承载能力和抗震性能。

3. 预应力混凝土柱的施工工艺预应力混凝土柱的施工工艺是保证柱子质量和性能的关键。

下面介绍预应力混凝土柱的施工工艺流程：3.1 脱模预应力混凝土柱的施工是在模板中进行的，因此，脱模是施工的第一步。

脱模时需要保证混凝土已经达到足够的强度，通常需要等待约7-10天。

3.2 预应力张拉预应力混凝土柱的关键步骤是预应力张拉。

预应力张拉是通过张拉钢束施加预应力，并将其锚固在柱顶和柱底。

张拉结束后，需要进行预应力损失的计算，以保证柱子的施工质量。

3.3 填充混凝土预应力张拉完成后，需要在柱身周围填充混凝土。

填充混凝土需要保证充填密实，并采取振捣等方法，以确保柱子的整体性能。

3.4 后期养护柱子的施工完成后，需要进行后期养护。

养护时间通常为28天，养护过程中需要保持柱子的湿度，并避免外部冲击和破坏。