浅谈预应力混凝土结构在建筑楼盖中的使用及施工方法

摘要：预应力混凝土结构经过多年是实践使用，已经是一种比较可靠的，施工技术娴熟的技术，同时也充分体现了此项技术的优点。随时使用的广泛，预应力结构的锚具、预应力钢筋等材料的工厂生产成本下降，更加促进了其使用推广。

关键词：预应力混凝土结构；楼盖；施工

Abstract: Prestressed concrete structure after years of practice has been a relatively reliable, construction of highly skilled technology, and it also fully embodies the advantage of this technology..

Key words: prestressed concrete structure; floor; construction

中图分类号：TU377文献标识码： A 文章编号：

预应力混凝土的定义是为了防止钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用钢材及混凝土的材料性能，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，通过施加一定的外力，使得构件能够抵消部分受到的拉应力，甚至处于压应力状态下的混凝土构件。提前施加的外力即预压应力是用来减小或抵消使用荷载所产生的混凝土拉应力，从而将结构构件的混凝土拉应力控制在较小范围内,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高结构构件的抗裂性能及刚度，从而提高混凝土结构构件承载力。

预应力混凝土结构在建筑工程中的应用在国内已经很普遍，经过多年的使用实践证明预应力混凝土结构力学性能非常可靠，能够满足承载力极限状态及正常使用极限状态下的建筑功能要求。预应力混凝土结构的施工工艺、制作工艺已很成熟，其在建筑楼盖中的大面积推广使用取得了很好的使用效果及经济效果。预应力混凝土结构所具备的优点能够填补一般钢筋混凝土结构所存在的缺陷，充分发挥混凝土和钢筋的材料性能。在建筑层高受到限制及大跨度结构中预应力混凝土结构都替体现其优点。在一般的大跨度结构中，随着的跨度的增加，结构构件的刚度需要增加，刚度的增加促使了结构构件自重、截面高度和钢筋用量的增加，从而进入到了一种恶性循环当中。因此预应力混凝土结构楼盖通过减小结构受力构件截面面积减小层高，节约成本。

一、混凝土结构缺点

混凝土材料力学性能存在的基本缺陷是抗压强度很高，抗拉强度相比于抗压强度比较小，大概是抗压强度的1/10（ft = fc/10）,是极限压应力的（1/20～1/30）。

混凝土强度标准值

混凝土强度设计值

因此钢筋混凝土受拉构件、大偏心受压构件、受弯构件的受拉区混凝土出现裂缝比较早，减小了受荷构件的刚度。

二、预应力混凝土结构楼盖的材料

预应力混凝土楼盖的受力构件中，混凝土的内部预应力是通过张拉构件中的预应力钢筋来实现的。但是在工厂制作和工程使用当中，预应力钢筋自身缺陷、混凝土徐变、机械张拉力控制不当等原因会是预应力钢筋的张拉应力产生应力损失。为了补充应力损失，采用高强度预应力钢筋、钢绞线、消除应力钢丝或热处理钢筋。不同种类的预应力钢筋（钢绞线）强度及制作工艺有很大差别，目前在国内预应力混凝土楼盖结构中预应力钢筋和钢绞线使用比较普遍。下表为不同种类预应力钢筋的强度设计值：

预应力钢筋强度设计值

其中1860级和1720级1×7Φs公称直径15.2mm的低松弛优质钢铰线，锚具采用Ⅰ类锚具,锚具的静载锚固性能应同时满足下列要求：锚具效率系数≥0.95，极限拉力时总应变≥2.0%，钢绞线锚具为固定端采用挤压锚具或压花锚具，张拉端采用夹片锚具。

预应力混凝土结构对混凝土性能的要求比较高，主要有以下几点：（1）抗压强度高。预应力混凝土结构需要采用较高抗压强度的混凝土，才能储存较高的截面预压应力，并可减小构件的截面面积，减小因自重而增大的荷载。（2）收缩、徐变量小。使用收缩、徐变量较小的混凝土能够减少因此而损失的预应力损失。《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）规定预应力混凝土结构的混凝土强度不应低于C30，当采用钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力配筋时，混凝土强度不宜低于C40级，同时还要根据构件所处周围环境的类别和设计使用年限满足耐久性的要求。

三 、预应力混凝土结构楼盖的施工

在现浇预应力楼盖中使用后张法预应力结构较多，因此对现场施工的要求比较高，对施工质量和施工程序的的严格的要求。

（1）张拉力。张拉控制应力σcon=0.75fptk=1395MPa，每束预应力张拉力约195kN。

(2)混凝土养护。施工时须按施工规范预留试块，且有一定数量的试块与构件同条件养护，张拉时混凝土强度等级不低于80%。

（3）控制预应力钢筋的长度。一般情况下为保证张拉力的传递预应力钢筋不能过长，预应力筋长度

（4）布置预应力钢筋。严格按设计要求曲线形式布筋，保证在水平、垂直方向上各控制点达到设计要求，形成平滑曲线。则板(暗梁)及反弯点位置为：水平距柱中心线0.15L(L为跨度)，高度距板顶面h/3(h为板厚)，明梁反弯点位置为：水平距柱外边0.15Ln(Ln为梁净跨),高度距梁顶面h/3(h为梁高度)， 明梁反弯点位置为：水平距柱外边0.15Ln(Ln为梁净跨),高度距梁顶面h/3(h为梁高度)，明梁反弯点位置为：水平距柱外边0.15Ln(Ln为梁净跨),高度距梁顶面h/3(h为梁高度)，在水平方向不得弯曲(特殊设计除外)，精度须达到规范要求。

（5）预应力筋保护层最小厚度。板：顶面20mm，底面20mm。梁顶面40mm，梁底面40mm，，板预应力筋在支座处从梁负筋上通过。

（6）施工程序。梁板体系：a.首先布明梁非预应力筋，箍筋及预应力筋； b.布板底长跨非预应力筋. c.布短跨方向板底非预应力筋d.布短跨方向预应力筋. e.布长跨方向预应力筋， f.布板负筋及分布筋 ， g.组装锚具及校正承压板。板柱体系： a.首先布暗梁非预应力筋，箍筋； b.布板底短跨非预应力筋. c.布长跨方向板底非预应力筋d.布长跨方向预应力筋， e.布短跨方向预应力筋， f.布板负筋及分布筋， g.组装锚具及校正承压板。

（7）混凝土施工。张拉端及固定端混凝土应认真振捣，严禁漏振，避免出现蜂窝麻面现象。混凝土必须严格控制水灰比并振捣密实，作好现场养护，以防止出现早期裂缝。浇筑混凝土时严禁压.踏马蹬和防止触动锚具，确保预应力筋曲线形状，矢高及锚具位置准确，排气孔和灌浆孔要提前预留，避免在混凝土浇筑时堵塞。楼板留洞必须预留，不得浇筑成型后凿洞，严禁凿断预应力筋。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。