谈建筑结构预应力混凝土构件的构造要求

【摘要】由于预应力混凝土的许多优点，大量应用于土木工程领域，特别是在大跨度、重荷载结构以及不允许开裂的结构中得到了广泛的应用。本文对建筑结构预应力混凝土构件的构造要求进行简要的分析。

【关键词】建筑；结构；预应力；混凝土；构件；构造；要求

由于预应力混凝土的许多优点，大量应用于土木工程领域，特别是在大跨度、重荷载结构以及不允许开裂的结构中得到了广泛的应用。

1 先张法构件的构造要求

1.1 预应力并筋

当先张法预应力钢丝按单根方式配筋困难时，可采用相同直径钢丝并筋配筋方式。并筋的等效直径取与其截面积相等的圆截面的直径：对双并筋为1.4d对三并筋为1.7d，其中d为单根钢丝的直径。并筋的保护层厚度、锚固长度、预应力传递长度及正常使用极限状态验算均应按等效直径考虑。

根据我国的工程经验，预应力钢丝并筋不宜超过3根。对热处理钢筋及钢绞线因工程经验不多，需并筋时应采取可靠的措施，如加配螺旋筋或采用缓慢放张预应力的工艺等。

1.2 预应力钢筋净间距

先张法预应力钢筋的净间距应根据浇筑混凝土、施加预应力及钢筋锚固等要求确定。预应力钢筋之间的净间距不应小于其公称直径或等效直径的1.5倍，且应符合下列规定：对热处理钢筋及钢丝，不应小于15mm；对三股钢绞线，不应小于20mm；对七股钢绞线，不应小于25mm。

1.3 端部加强措施

先张法预应力传递长度范围内局部挤压造成的环向拉应力容易导致构件端部混凝土出现劈裂裂缝，因此端部应采取构造措施，以保证自锚端的局部承载力。

1.3.1 对单根配置的预应力钢筋，其端部宜设置长度不小于150mm,且不少于4圈的螺旋筋，当有可靠经验时，亦可利用支座垫板上的插筋代替螺旋筋，但插筋数量不应少于4根，其长度不宜小于120mm。

1.3.2 对分散的多根预应力钢筋，在构件端部10d(d为预应力钢筋的公称直径）范围内应设置3〜5片与预应力钢筋垂直的钢筋网。

1.3.3 对采用预应力钢丝配筋的薄板，在板端100mm范围内应适当加密横向钢筋。

2 后张法构件的构造要求

2.1 预留孔道要求为了防止发生后张法预应力构件在施工阶段受力后发生沿孔道的裂缝和破坏，根据多年的工程经验提出预留孔道应符合下列规定。

2.1.1 对预制构件，孔道之间的水平净间距不宜小于50mm；孔道至构件边缘的净间距不宜小于30mm，且不宜小于孔道直径的一半。

2.1.2 在框架梁中，预留孔道在竖直方向的净间距不应小于孔道外径，水平方向的净间距不应小于1.5倍孔道外径；从孔壁算起的混凝土保护层厚度，梁底不宜小于50mm，梁侧不宜小于40mm。

2.1.3 预留孔道的内径应比预应力钢丝束或钢绞线束外径及需穿过孔道的连後器外径大10〜15mm。

2.1.4 在杆件两端及跨中应设置灌浆孔或排气孔，其孔距不宜大于12m。

2.1.5 凡制作需要预先起拱的构件，预留孔道宜随构件同时起拱。

2.2 端部锚固区配置间接钢筋

在端部锚固区应进行局部受压承载力计算，并配置间接钢筋，其体积配筋率不应小于0.5%。在局部受压间接钢筋配置区以外，在构件端部长度不小于3e但不大于1.2h, 高度为2e的附加配筋区范围內，应均匀配置附加箍筋或网片，其体积配筋率不应小于0.5%。

2.3 端部构造钢筋

后张法构件端部宜按下列规定布置钢筋。

2.3.1 宜将一部分预应力钢筋在靠近支座处弯起，弯起的预应力钢筋宜沿构件端部均勾布置。

2.3.2 当构件端部预应力钢筋需要集中布置在截面下部或集中布置在上部和下部时，应在构件端部0.2h (h为构件端部截面高度）范围内设置附加竖向焊接钢筋网、封闭式箍筋或其他形式的构造網筋。

2.3.3 附加竖向钢筋宜采用带肋钢筋，当端部截面上部和下部均有预应力钢筋时，附加竖向钢筋的总截面面积按上部和下部的预应力合力分别计算的数值叠加后采用。端部局部凹进时的构造当构件在端部有局部凹进时，应增设折线构造钢筋或其他有效的构造钢筋。

预应力钢筋曲线布置时的半径曲线预应力钢丝束、钢绞线束的曲率半径不宜小于4m；对折线配筋的构件，在预应力钢筋弯折处的曲率半径可适当减小。在预应力钢筋的弯折处应加密箍筋或沿弯折处内侧设置钢筋网片。

2.3.4 端部尺寸构件端部尺寸应考虑锚具的布置、张拉设备的尺寸和局部受压的要求， 必要时应适当加大。在锚具下和张拉设备的支承处，还应设置预埋钢垫板和间接钢筋，附加构造钢筋。

3 非预应力钢筋

预应力混凝土构件中，除配置预应力钢筋外，为了防止施工阶段因混凝土收缩和温差引起预拉区裂缝、施加预应力过程中产生的拉应力，防止构件在制作、堆放、运输、吊装时出现裂缝或减小裂缝宽度，可在构件截面设置一定数量的非预应力钢筋（即普通钢筋〕。非预应力钢筋一般布置在预应力钢筋的外侧。

由于预应力钢筋先进行张拉，所以非预应力钢筋的实际应力在使用阶段始终低于预应力钢筋。为充分发挥非预应力钢筋的作用，非预应力钢筋的强度等级宜低于预应力钢筋。

4 预应力的施加方法

目前预应力的施加方法主要是通过张拉预应力钢筋，利用钢筋的回弹来挤压混凝土。按张拉钢筋的方法不同，可分为机械张拉和电热张拉两种；根据张拉钢筋与浇筑混凝土次序的先后，又可分为先张法和后张法两种。

5 结语

预应力混凝土在土木工程领域的应用越来越广泛，呈现出以下特点：①应用范围广，数量大，在传统的钢筋混凝土结构基础上产生了预应力混凝土独特的结构形式和结构体系；②从单个预应力构件发展到整体预应力混凝土结构；③无黏结预应力混凝土技术的大力发展和应用；④预应力混凝土技术已应用于已成建筑物的加固改造和加层工程中，并扩展到预应力钢结构中。

参考文献：

[1]王立波.建筑结构设计.北京：高等教育出版社,2002.

[2]张厚先.建筑施工技术.北京：机械工业出版社,2004.