试述预应力技术在建筑工程中的应用

试述预应力技术在建筑工程中的应用

作者：李杰

来源：《城市建设理论研究》2013年第13期

【摘 要】：预应力作为建筑工程的常用技术之一，其以先进的工艺技术、高效的施工操作以及较为低廉的成本，越来越受到众多建筑承包企业的青睐。本文介绍了预应力在建筑工程发展过程及其运用优势，同时说明了预应力技术在建筑工程中的几点应用。 【关键词】：预应力；建筑工程；应用；探析 中图分类号：TU761文献标识码： A 文章编号： 引言

在城市化建设进程中，一栋栋高楼大厦拔地而起，不仅很大程度上满足了人们对建筑的要求，而且为城市增添了一道道亮丽的风景线。在这些城市建筑的施工过程中，混凝土施工是建筑工程施工必不可少的环节，并且混凝土施工技术也随着建筑行业的发展，而得到了相应的改进创新。在现代的建筑工程中，通常会应用到预应力混凝土结构施工技术，该技术与传统的混凝土施工技术相比，其具有用料省和质量高的优势，从而使得预应力混凝土技术得到了广泛的应用。但是由于预应力施工工艺相对较为复杂，并且对施工人员的技术水平要求也相对较高，从而一定程度上制约了预应力混凝土施工技术的发展。本文结合作者经验，对建筑工程中预应力技术进行分析，希望能给同行帮助。 一、预应力在建筑工程发展过程

1、五十年代初，由于材料供给不足或者没有达到要求，难以解决钢吊车梁及厂房钢结构屋盖的型钢用料，迫切需要其他方法来代替。在当初比较艰难的时刻，原建筑工程部建筑科学技术研究所接受了国家计委的任务，沿着自力更生，走不同于国外的低强钢材预应力的发展道路，开始了预应力混凝土的研究。

2、从五十年代初至七十年代末，我国房屋结构中开发研制了一整套预制预应力混凝土构件技术，如屋面梁、吊车梁、大型屋面板、屋架以及空心楼板等，其中预应力空心板年产量已经相当高了。这时期的预应力技术主要采用中强或低强钢材，采用中国特色的预应力混凝土张拉锚固工艺技术。

3、从八十年代初至九十年代末，这一时期，房屋建筑工程中预应力技术得到了极大的发展，这一时期的显著特点是采用高强预应力混凝土钢材及相应工艺技术，对整体结构施加预应力，技术水平已经非常先进。 二、建筑工程预应力技术应用优点

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1、改善结构的使用功能

预应力楼板可以很容易改变结构用途，在任意位置均可以设置隔墙，方案可以是多种多样，可给用户最大的自由度，使房屋使用功能及档次得到很大的提高。另外预应力楼板取消了室内明梁，为管道的安装提供较大的方便，预应力平板的分隔墙可以任意间隔，这点也对回迁房的分割带来极大方便。 2、具有较好的抗裂性能

预应力混凝土构件自身存在不同程度的预压应力，同时受到外荷载的影响，如果不能进行有效的处理，极有可能导致构建出现局部或大部开裂的现象。因此，在常规的外荷载作用情况下，必须保证构件的预压应力全部被抵消，当构件所受外界拉力大于自身极限拉应变时，必须采取有效的技术措施进行处理，其目的是防止构件出现开裂的问题。 3、扩大构件的应用范围

预应力技术的应用可以有效改善混凝土构件的抗裂性能，所以在现代建筑工程项目建设中，其还可以被应用于抗渗透、防水和抗腐蚀等具有特殊要求的环境中。同时，采用新型材料制成的预应力混凝土构件具有变形小、刚度大、结构轻巧等特点，可以广泛应用于重荷载、大跨度和承受反复荷载的建筑结构中。 4、增强构件的刚度

按照荷载效应标准进行组合的预应力混凝土构件在正常使用的情况下，其整体刚度较为优良，很少会出现裂缝的问题。在建筑结构工程中，应用预应力技术可以保证各构件处于相对稳定，即弹性阶段工作状态，从而增强了构件的整体刚度。 5、充分利用了新型高强度材料

在现代建筑工程中应用预应力技术，合理利用了较为先进的高强度、高等级混凝土和钢筋，不但减小了构件的截面尺寸和面积，而且增强了构建的经济性和实用性。 三、预应力技术在建筑工程中应用 1、在转换层结构中的应用

建筑需要大柱网、大空间的公共设施在下部，从受力的角度讲这是不合理的，解决这种矛盾的最常用方式就是设置结构转换层，预应力技术的越来越成熟，预应力施工及材料费在不断下降，因此我国建筑工程转换层结构中采用预应力技术的情况较多。预应力技术经过了长时间的研究以及工程实践的不断研究，已经是比较成熟了，在以后的发展中，还将继续完善。现有的工程实践告诉我们，预应力技术以其优势，在建设领域有着强大的竞争力。

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2、在装配整体式结构中的应用

预制构件具有工厂化规模生产的优点，如质量控制水平高、模板周转率高、耐久性好以及损耗小等，从而使其具有很好的经济、技术指标。因而，现浇相结合的装配整体式结构以及预制预应力构件在建筑工程中的应用越来越多，表现为工业建筑中的屋架、大跨度的空心楼板、屋面板、吊车、大型预应力墙板、多层及高层建筑中的长跨预应力空心板以及预制梁、板、柱与现浇节点相结合的各种装配整体式建筑结构等。 3、预应力技术在框架结构中的应用

有梁大板结构是柱子于柱子之间布明梁，大板上布置隔墙的结构体系。这种结构于平板结构有很多相似之处，柱距比较大，由于省去了次梁，避免了室内错综复杂的次梁，内景好，增加净空，抗裂好，省材料省模板和拆模人工，施工快速等优点。由于结构种还带有明梁，结构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。有梁大板结构适合用于住宅和办公楼，尤其是住宅，不设次梁，既避免了室内难看的次梁景观，也利于住户自行隔断房间以实现不同的功能，即使更换了新住户，改造房子时仍然可以再次自行布置房间。

4、预应力技术在钢筋混凝土结构加固中的应用

在现代建筑工程中，预应力技术在钢筋混凝土结构加固施工中的应用较为广泛。钢筋混凝土结构建筑在长期使用中，当其构件的整体抗荷载力低于实际要求时，有可能出现构件弯曲或变形等现象，严重危及建筑的整体安全性。目前，在国内建筑工程中，钢筋混凝土结构加固施工中主要使用粘贴钢板或粘贴碳纤维片材。由于构件自身存在不同程度的内力，当其超出极限承载力时，粘贴钢板或粘贴碳纤维片材的应变和应力相对较小，所以不适合采用此技术。为了保证粘贴钢板或粘贴碳纤维片材的性能得到充分的发挥，在钢筋混凝土结构加固施工中，必须按照相关技术要求对结构进行相应的卸载，以达到减小构件初始内力的效果。对于恒载构件进行卸载的难度较大，一般需要对建筑的主梁部分进行加固，并且根据实际需要决定是否搭设临时支撑。钢筋混凝土结构加固施工中，应用预应力技术的主要目的是进一步提高构件的极限承载力，进而保证建筑结构的整体安全性和抗裂性。 5、高层建筑结构中预应力技术的应用

高层建筑工程量的不断加大，预应力技术在高层建筑中的应用频率也逐年提升。目前高层建筑中的预应力技术主要为无粘结预应力技术平板和预应力扁梁的应用，这两项预应力技术的实施，可以在保证高层建筑施工质量标准的前提下，通过节约钢筋混凝土的使用量来加快施工进度，降低建筑成本的投入。此外，预应力技术饰面保温复合墙板应用，既满足了外墙多样式装饰的要求，又提高了使用年限，同时还对整体浇筑的完整性起到了积极的助推作用。 6、储罐与筒仓中的应用

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随着社会的发展，许多特殊功能的构筑物不断出现，有些特殊构筑物的使用功能及受力性能常常需要预应力技术才能实现，预应力技术在这些特殊功能构筑物中发挥了重要的作用。例如，储罐与筒仓对混凝土的抗裂要求比较高，其采用预应力技术，主要利用预应力主动轴力来抵抗混凝土拉应力来提高抗裂性能；特别是圆筒结构，环壁的混凝土仅仅只受环向轴力作用，这恰好是预应力最适合的结构形式。同时，采用高强钢材提高了抗裂性能就可以在减小截面尺寸，带来可观的经济效益。 结语

随着科学技术的日新月异，建筑行业也呈现出高速发展的态势，在现代的建筑领域中，施工技术水平和施工材料质量都得到了大幅度的提升，从而为现代的建筑工程建设奠定了坚实的基础。预应力技术是现代建筑工程中一种常见的施工技术，并且还是一种能够大幅度提高混凝土质量和性能的技术，该技术相对传统的混凝土施工技术来说，其不仅能够大幅度提高混凝土的质量，而且还能够节约大量的原材料，从而降低工程的施工成本，提高建筑的效益。通过本文对预应力技术在建筑工程中的应用的阐述，相信读者对其也有了进一步的认识，总而言之，随着社会的发展，可以预见，预应力技术在将来的建筑工程中的应用方面必定会更加广泛。 参考文献

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