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摘要:近些年,随着我国经济建设与科技水平的不断提高,人们对建筑工程的质量、实用功能、外观等提出了更高的要求,在建筑工程的施工过程中,预应力的施工技术起到至关重要的作用,不仅可以提高整体建筑工程的结构性能,还能够有效的降低建筑工程的成本投资,保证建筑工程整体结构的安全稳定性。常见的预应力施工技术主要应用于一些梁板或者门框架构上,使得整体建筑的功能与质量满足现在人们的需求。现今随着建筑行业规模的不断扩大,我国建筑工程中预应力施工技术应用的更为广泛,具有较高的发展前景,预应力施工技术的应用促进了建筑工程的不断改善,一下就针对建筑工程预应力施工技术进行详细的应用分析。
关键词:建筑工程;预应力;施工技术;应用
引言
随着经济的不断发展和人们物质生活水平的不断提高,人们对其工作和生活环境的要求也越来越高,对住宅要求有较舒适的内部环境,对办公室要求有开阔明朗的空间,对建筑要求有较大的净高,而预应力结构的出现,这些要求都可以轻松实现。预应力的结构的形式多种多样,常见的预应力结构形式有:有梁大板框架结构、转换层结构、无梁平板结构、吊车梁结构、门架结构以及特殊结构等。
1、预应力混凝土的优点
1.1增强构件的刚度
当预应力混凝土构件在正常使用时,在荷载的作用下可能只产生很小的裂缝甚至不会产生裂缝,预应力混凝土构件基本处于弹性工作状态,因此预应力混凝土构件的刚度较普通钢筋混凝土构件的刚度有所增大。
1.2扩大构件的使用范围
预应力混凝土大大改善了构件的抗裂能力,因此预应力混凝土构件可以用于有抗腐蚀、防水和抗渗透要求的环境;高强度材料、变形小、刚度大以及结构轻巧,可以用于重荷载、承受反复荷载和大跨度的结构。如今预应力混凝土已被广泛应用于民用建筑、交通运输建筑及构筑物和工业建筑物中。如:预应力屋架、空心楼板、吊车梁、门形屋面板、预应力桥梁、屋面大梁、铁路轨枕、预应力空心楼板等已经大量采用预应力混凝土技术。在水利工程中也已经被广泛用于栈桥、调度室、圆形水池、水电站厂房的屋面梁、码头、桩、压力水管、工作桥、吊车梁闸门、渡槽、公路桥等结构构件的修建,也可以应用预应力混凝土技术来加固衬砌隧洞和大坝。对于某些有特殊要求的结构,如:需要耐高温和高压的核电站压力电容器和需要防止被海水侵蚀的海上采油平台等,采用预应力混凝土技术可以大提高这些构件的优越性。
1.3提高构件的抗裂能力
由于预应力混凝土构件的受拉区在承受外部荷载之前已经有预先施加的压应力存在,所以只有当混凝土构件所受到拉应力完全抵消预压应力且在抵消预压应力以后的拉应力超出了混凝土构件的极限拉应变时,混凝土构件才会开始开裂。而普通的钢筋混凝土构件中因为不存在预应力,所以其开裂荷载的大小仅决定于混凝土的极限抗拉强度,因而普通钢筋混凝土构件的抗裂能力很低。
1.4使高强度材料得到充分利用
在普通的钢筋混凝土构件中不能充分利用高强度材料。然而在预应力混凝土构件中,预应力钢筋预先被拉,在外部荷载的作用下,钢筋所承受的拉应力进一步增大,然而钢筋始终处于高拉应力的状态,这便能有效地利用高强度钢筋,提高钢筋的强强可以减小需要的截面面积。同时,应尽量采用高强度等级的混凝土,使其与高强度的钢筋相配合,以获得比较经济的构件截面尺寸。综上所述,我们可以看出预应力混凝土结构确实具有很多优点,但预应力混凝土也有具局限性,所以预应力混凝土不能完全代替普通钢筋混凝土。预应力混凝土具有施工技术要求高、需要张拉设备、施工工序多和劳动力费用高等特点,所以预应力混凝土构件比较适用于普通钢筋混凝土力不及的地方,如:重荷载和大跨度结构。
2、预应力混凝土技术在建筑施工中的应用
2.1有梁大板框架结构的应用
有梁大板结构指的是在柱与柱之间布明梁,在大板上面布置隔墙的一种结构体系。这种结构体系与平板结构有很多相似的地方,由于省去了次梁,所以在室内就不会有错综复杂的次梁,具有:柱距大、内景好、抗裂能力强、施工速度快、净空高和省材料省模板等优点。如果这种大板配合预应力宽扁梁一起使用,那就可以很大程度地降低层高,提高层净高,如:跨度为9m的预应力宽扁梁可以做到高450mm,比普通的预应力梁少了200mm,比普通的混凝土梁少了350mm,可以很好地节约钢筋和混凝土的使用。有梁大板结构比较适用于办公楼和住宅,特别是住宅,不设次梁,不但不会影响室内的美观,又有利于住户自行隔断房间,有效地利用室内空间,即便是换了新的住户,新住户在改造房子时依然可以自行布置房间,近几年来很多公共建筑和大型商场都采用这种结构形式,甚至在一些高档住宅也有应用,在使用功能方面一直到使用者的一致好评,有梁大板结构的发展前景一片光明。
2.2转换层结构中的应用
近年来我国的高层建筑和多功能综合性建筑发展迅速,这种建筑需要下部有大柱网和大空间的公共设施,从受力的角度来讲,这是不合理的,设置转换层是解决这种矛盾的最常用方法。随着预应力技术的不断成熟,预应力的施工费用不断下降,因此在我国高层建筑转换层结构中开始越来越多应用预应力技术。
2.3预应力平板结构的应用
普通的钢筋混凝土结构需要在柱与柱之间以及隔墙下设框架梁和次染,这必然会出现室内明梁纵横交错的现象,从而降低了楼层的有效高度,影响了室内空间的使用功能和美观。由于明梁的存在,从而大大限制了隔墙布置的任意性,要重新调整室内功能就会显得比较困难,我们很难想象有那一栋建筑在50年甚至70年的使用期内都不需要变换使用功能或对空间重新分隔,特别是住宅建筑和办公楼。如果在楼盖体系的设计中采用预应力平板结构,上述问题便可以迎刃而解,这种预应力平板结构除了在楼板周边和局部少数有隔墙的地方保留有必要的边梁以外,室内的明梁全部取消,为了改善楼板的受力性能,只在必要的地方设置暗梁,每个单元的室内顶板都为一整块平面。
2.4预应力混凝土的经济性
预应力混凝土和普通钢筋混凝土相比,预应力混凝土对混凝土和钢筋的使用量会比普通钢筋混凝土少些,但预应力凝土对钢筋和混凝土的强度的质量都要高些,所以每种材的单价都比普通钢筋混凝土所需要的材料的单价要高,且必须考虑预应力混凝土本身存在的附加费用。如果采用大量的预制预应力混凝土构件,那么预应力混凝土构件和普通钢筋混凝土构件的单价的差别就大大缩小。另外需要注意的是,采用预应力技术可以间接节约维修工作或者是完全避免维修工作,且结构有很好的耐久性,以致使用寿命要比普通钢筋混凝土结构长[1]。
结论
简而言之,预应力技术是一项比较成熟的工程技术,实践证明,预应力技术以其自身的各种优势,在建筑领域占据着强大的竞争力。随着我国建筑行业的飞速发展,我们有理由相信,预应力混凝土技术必将会有更好的应用前景[2]。
参考文献
[1]李兆林.预应力混凝土在建筑工程结构应用中的若干问题分析探讨[J].黑龙江科技信息,2016,06:216.
[2]黄华.浅谈预应力混凝土结构在建筑楼盖中的使用及施工方法[A].旭日华夏(北京)国际科学技术研究院.首届国际信息化建设学术研讨会论文集(一)[C].旭日华夏(北京)国际科学技术研究院:,2016:1.