浅析建筑施工中的预应力混凝土技术
2022-06-09
摘 要：随着工程建设和科学技术的发展，预应力技术得到不断改善，具有减少截面尺寸、控制裂缝和挠度，减轻支撑负担等优点，很好的解决了大跨度混凝土梁的施工难题，使得预应力技术被广泛应用于建筑工程当中。
关键词：建筑施工；预应力；混凝土技术 ；应用
一、预应力混凝土结构工程施工的现状及特点
随着我国经济的迅速发展，我国建筑行业在21世纪中，普遍使用了预应力混凝土是在结构受力之前，对结构构件受拉区的钢筋在弹性范围内进行拉伸，利用钢筋的弹性回缩，对受压区的混凝土预先施加预压应力，以提高结构构件的抗裂性、刚度和耐久性等性能的技术。因此，预应力混凝土在现代结构中具有广阔的发展前景。
预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点
（1）改善使用阶段的性能，使结构抗裂性好，刚度加强。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性。因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。像钢筋混凝土屋架下弦、工业工厂水池、石油化工类工厂油罐、压力容器等施加预应力也是尤为重要的。
（2）提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳（而不是由混凝土的疲劳）所控制的。所以可以提高结构抗疲劳程度，这对承受动荷载作用的结构十分有利。
（3）相对节省材料，能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。这可以减轻在普通钢筋混凝土结构中常发生的一些问题，像裂缝和挠度问题；而采用预应力技术，不仅可控制结构使用阶段性能，而且能充分利用高强度钢材的潜能。这样，采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。而且由于结构自重的降低，对大跨度结构、高耸结构和重荷载结构，可减少变形，降低层高，有利于抗震、抗风及结构的使用，提高结构的整体经济效益。
（4）提高受剪承载力。由于纵向预应力钢筋的锚栓作用，阻碍了构件斜裂缝的出现，同时纵向预应力的施加也可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，预应力混凝土梁曲线钢筋合力的竖向分力将部分地抵消剪力，综合作用从而提高结构的整体受剪承载力。
（5）可调整结构内力提高受压构件的稳定性。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的手段。对钢筋混凝土柱施加预应力，使纵向受力钢筋张拉很紧，不但预应力钢筋本身不易压弯，而且还可以有助周围的混凝土提高抗压弯能力，从而提高整体稳定性。
二、预应力混凝土性能及施工要点
2.1预应力混凝土受力原理
预应力混凝土结构是具有前瞻性、预防性的结构，通过工艺处理能够达到科学智能材料的实际效果，即通过受力分析和各种力的相互制衡原理。混凝土结构在负重且预先受力的情况下呈现紧张状态，外力的突然作用抵消了一部分拉力，两种力量的拉锯减少了裂缝产生的几率，加之混凝土钢结构的稳固性，提高了建筑的抗裂性。
2.2预应力混凝土性能
一般要求混凝土的强度等级不低于C30。目前，我国在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50～C60的高强度混凝土，最高混凝土强度等级已达到C80，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。国外混凝土的平均抗压强度每10年提高5～10MPa，现已出现抗压强度高达200MPa的混凝土。
2.3预应力混凝土结构中混凝土的性质
预应力混凝土是指在浇筑前或浇筑后，通过对预应力钢筋的拉伸加压，改变承受区域的受力结构，以保证混凝土构件整体形成后的负荷能力。
关键词：建筑施工；预应力；混凝土技术 ；应用
一、预应力混凝土结构工程施工的现状及特点
随着我国经济的迅速发展，我国建筑行业在21世纪中，普遍使用了预应力混凝土是在结构受力之前，对结构构件受拉区的钢筋在弹性范围内进行拉伸，利用钢筋的弹性回缩，对受压区的混凝土预先施加预压应力，以提高结构构件的抗裂性、刚度和耐久性等性能的技术。因此，预应力混凝土在现代结构中具有广阔的发展前景。
预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构相比，具有下列主要优点
（1）改善使用阶段的性能，使结构抗裂性好，刚度加强。受拉和受弯构件中采用预应力，可延缓裂缝出现并降低较高荷载水平时的裂缝开展宽度；采用预应力，也能降低甚至消除使用荷载下的挠度，提高了构件的刚度，增加了结构的耐久性。因此，可跨越大的空间，建造大跨结构。像钢筋混凝土屋架下弦、工业工厂水池、石油化工类工厂油罐、压力容器等施加预应力也是尤为重要的。
（2）提高耐疲劳强度。预应力作用可降低钢筋中应力循环幅度，而混凝土结构的疲劳破坏一般是由钢筋的疲劳（而不是由混凝土的疲劳）所控制的。所以可以提高结构抗疲劳程度，这对承受动荷载作用的结构十分有利。
（3）相对节省材料，能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。这可以减轻在普通钢筋混凝土结构中常发生的一些问题，像裂缝和挠度问题；而采用预应力技术，不仅可控制结构使用阶段性能，而且能充分利用高强度钢材的潜能。这样，采用预应力，可大大节约钢材用量，并减小截面尺寸和混凝土用量，具有显著的经济效益。而且由于结构自重的降低，对大跨度结构、高耸结构和重荷载结构，可减少变形，降低层高，有利于抗震、抗风及结构的使用，提高结构的整体经济效益。
（4）提高受剪承载力。由于纵向预应力钢筋的锚栓作用，阻碍了构件斜裂缝的出现，同时纵向预应力的施加也可延缓混凝土构件中斜裂缝的形成，预应力混凝土梁曲线钢筋合力的竖向分力将部分地抵消剪力，综合作用从而提高结构的整体受剪承载力。
（5）可调整结构内力提高受压构件的稳定性。将预应力筋对混凝土结构的作用作为平衡全部和部分外荷载的反向荷载，成为调整结构内力和变形的手段。对钢筋混凝土柱施加预应力，使纵向受力钢筋张拉很紧，不但预应力钢筋本身不易压弯，而且还可以有助周围的混凝土提高抗压弯能力，从而提高整体稳定性。
二、预应力混凝土性能及施工要点
2.1预应力混凝土受力原理
预应力混凝土结构是具有前瞻性、预防性的结构，通过工艺处理能够达到科学智能材料的实际效果，即通过受力分析和各种力的相互制衡原理。混凝土结构在负重且预先受力的情况下呈现紧张状态，外力的突然作用抵消了一部分拉力，两种力量的拉锯减少了裂缝产生的几率，加之混凝土钢结构的稳固性，提高了建筑的抗裂性。
2.2预应力混凝土性能
一般要求混凝土的强度等级不低于C30。目前，我国在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50～C60的高强度混凝土，最高混凝土强度等级已达到C80，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。国外混凝土的平均抗压强度每10年提高5～10MPa，现已出现抗压强度高达200MPa的混凝土。
2.3预应力混凝土结构中混凝土的性质
预应力混凝土是指在浇筑前或浇筑后，通过对预应力钢筋的拉伸加压，改变承受区域的受力结构，以保证混凝土构件整体形成后的负荷能力。