关于预应力在工程中的应用研究

摘要：本文主要从预应力的应用进行了分析，并试着对预应力发展方向进行了探讨。

关键词：预应力技术 预应力应用 预应力结构 预应力方向

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

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畅的空间，建筑要追求较大的净高，预应力技术的出现，轻松的实现了这些要求。因此为了使得预应力技术得到更大的使用，有必要对这技术进行研究。

1预应力结构的应用优势

1.1可增强结构的强度。工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢筋，施加预压应力,提高构件的刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。

1．2增加了建筑结构的多样化。在体内有粘结预应力结构中，力筋位于混凝土结构的内部，与结构完全粘结，在任意截面处都与结构变形协调，适应了各种特殊功能的构筑物的要求。

1.3缩短施工时间，方便施工。预应力筋套管布置简单，调整容易，简化了后张法的操作程序，大大缩短了施工时间。同时由于预应力筋布置于腹板外面，使得浇注砼方便，减少了施工过程中的摩擦损失且更换预应力筋方便易行。

2预应力技术的应用

预应力的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。

2.1预应力结构在房屋建筑工程中的应用。随着近年高层建筑防震防灾的要求，在实际建筑施工过程中，要结合每一个建筑工程实际,从技术、组织、管理、操作、经济等方面进行全面分析，积极应用无粘结预应力混凝土平板和预应力砼扁梁，预制梁板现浇柱或预制梁、板、柱现浇节点相结合的各种装配整体式建筑结构体系。目前预应力结构建筑工程中常用的形式主要是无梁平板结构、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特殊结构如水池、筒仓、大悬挑结构等。

2.2预应力结构对柱支承球面扁网壳稳定的作用。在网壳的局部或周边施加适当预应力而形成的预应力网壳结构，具有较好受力性能和良好经济技术指标。将预应力引入空间网壳结构，明显改善整个结构受力状态，降低结构造价，扩大应用范围，使之在很多方面具有其它大跨屋盖所不具备的优点。钢扁网壳很多采用柱作支承。当柱间跨度较大时，为控制结构在竖向荷载作用下的变形和减小扁网壳支座的水平推力，一般采取以下设置较大的钢或钢筋混凝土边缘构件；在外加边缘构件的体内或体外施加预应力，以协调扁网壳与边缘构件的变形，减小边缘构件的断面尺寸；沿扁网壳周边拉力环域施加适当预应力，为了简单有时也直接在扁网壳相邻支座之间布索。自上世纪七十年代以来，膜结构得到了极大发展和广泛应用，已逐渐应用于覆盖整个体育场或周边看台的屋顶系统、机场大厅、机库、火车站台、商场、展览中心，露天大剧场、交通服务设施、音乐广场及建筑小品等不同跨度的建筑中。

2.3张弦梁结构中的预应力作用。张弦梁结构是通过撑杆连接梁（拱）和索而形成的一种新型杂交结构形式，通过对下弦索施加预应力可以使结构形成整体共同参加工作。下弦索的预应力，通过撑杆使梁产生与使用荷载作用时相反的位移，从而部分抵消了外荷载的作用；联系索与梁之间的撑杆对于上弦梁起到了弹性支撑的作用，可以减小上弦梁的弯矩；同时，下弦索负担外荷载对上弦梁产生的外推力，从而不会对边缘构件产生水平推力，整体结构形成自平衡体系。

2.4现代预应力技术在混凝土中的应用。近年来，预应力混凝土在高层建筑结构中的应用有很大的发展，并且取得了较好的经济效益，主要主要体现在：无粘结预应力混凝土平板和预应力扁梁用于高层建筑的楼盖中，具有降低层高，节约钢材，简化模板，加快施工等显著的效果；预应力混凝土饰面保温复合墙板应用，在满足建筑外墙装饰的多样性、耐久性的同时，又在保温节能、工业化生产、快速施工等方面发挥了巨大的优势；预制预应力构件和现浇相结合的装配整体式高层建筑结构越来越多；随着预应力施工技术及耐久性技术的完善，一些更适合应用预应力混凝土的新结构体将得到极大的发展。如悬挂式建筑的出现。

3预应力技术的发展趋势

3.1高层建筑结构中预应力混凝土技术发展方向。近年来，预应力混凝土在高层建筑中的应用有很大发展，尤其是无粘结预应力混凝土平板和预应力砼扁梁用于高层建筑的楼盖，具有降低层高，简化模板，加快施工等明显效果，受到建设单位、设计和施工单位的普遍欢迎。预应力混凝土除用于楼盖外，有时还用来解决大跨度、大空间部位柱网转换时的转换梁、转换桁架，以及复杂柱网情况下的转换板。此外8~l8m跨度的预应力混凝土空心板，外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。

3.2现代预应力技术在多层大跨结构中的发展方向。建筑业是我国国民经济重要支柱产业之一,旺盛的建筑需求,日新月异的生产工艺变革以及人们对物质文化生活需求的迅速提高,使建筑结构正面临新的挑战。现代建筑结构正在向大柱网、大开间、大跨度、多功能方向发展,人们总想在有限的建筑面积和空间内获得最好的使用功能和最佳的投资回报。预应力技术正以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点,迎合了现代建筑结构的发展趋势。

3.3高层建筑结构中预应力技术发展方向。近年来,现代预应力技术在高层建筑中的应用有很大发展,尤其是无粘结预应力混凝土平板和预应力砼扁梁用于高层建筑的楼盖,它具有降低层高,简化模板,提高施工速度等明显效果受到建设单位、设计和施工单位的普遍欢迎。预应力混凝土除用于楼盖外,有时还用来解决大跨度、大空间部位柱网转换时的转换梁、转换桁架,以及复杂柱网情况下的转换板。此外8～l8m跨度的预应力混凝土空心板和外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。

3.4预制现浇相结合的装配整体式结构将加速发展。先张法预制预应力混凝土构件具有工厂化规模生产的各种优点,如质量控制水平高,构件耐久性好,模板周转率高,损耗小,它与现场浇注的后张法预应力混凝土相比,省去了留管灌浆工序或无粘结束的注油挤塑工序,省去了管道费用、涂包费用和锚具费用。在道路及运输吊装条件较好,运距不太大(200公里以内)的情况下,预制构件常常有良好的技术经济指标。随着大柱网、大开间多层建筑和高层建筑迅猛发展,长跨预应力砼空心板、T形板、大型预应力砼墙板等必将逐步兴起,预制梁板现浇柱或预制梁、板、柱与现浇节点相结合的各种装配整体式建筑结构体系预期会迅速发展,这种结构体系可以把预制与现浇二者的优点结合起来,避免纯装配式建筑对产品尺寸的高精度要求,结构整体性差和节点耗钢量大等缺点,又避免了现浇结构现场湿作业工程量大,受制于现场施工及气候条件,耗用大量模板、支撑等缺点。

3.5其他结构领域的发展趋势。桥梁结构领域中，预应力技术既是一种结构手段，又是与施工方法结合形成一整套以节段式施工为主体的预应力施工工法或专利，主要有预应力悬臂分段施工技术、分段顶推施工技术、移动模架逐孔施工技术、块体节段拼装技术、大节段预制吊装技术等。这些施工技术与预应力技术是紧密相关的。现有桥梁的改造、加固技术亦是研究开发方向。预应力技术的其它应用也体现了一种施工方法或专利技术，如预应力锚杆技术、重物提升技术、滑模顶推技术等，预应力技术的合理应用可创造一种新型施工方法或专利技术，这亦是它的发展趋势。

参考文献:

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[2]丁赞 魏巍 我国预应力砼技术的发展现状与发展趋势 民营科技 2008年第1期

[3]曾桂香 预应力混凝土技术的发展与应用 互联网2010年