摘要：随着我国经济与科技的不断发展，预应力混凝土结构技术在我国房屋、桥梁及特种结构中得到了广泛的应用，使很多建筑功能因结构方案的优秀而产生了更大的灵活性，产生了良好的经济和社会效益。鉴于此，文章重点就建筑预应力混凝土结构设计相关问题进行研究分析，旨在为业内人士提供一些建议和帮助。
关键词：建筑工程；预应力；混凝土；结构设计
引言
为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，设法在混凝土结构或构件承受使用荷载前，通过施加外力，使得构件受到的拉应力减小，甚至处于压应力状态下的混凝土构件，这就是预应力混凝土构件。预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的，以推迟混凝土裂缝的出现和开展，提高构件的抗裂性能和刚度，而且还能节省成本、减轻自重等优点。预应力技术是比较成熟的一项工程技术，在今后的发展中还将日臻完善。
1预应力混凝土的特点
1.1提高了构件的抗裂能力
由于承受外荷载之前预应力混凝土构件的受拉区已有预压应力存在，所以在外荷载作用下，只有当混凝土的预应力被全部抵消转而受拉且拉应变超过混凝土的极限拉应变时，构件才会开裂。而普通钢筋混凝土结构中不存在预应力，其开裂荷载的大小仅由混凝土极限抗拉强度所决定，因而抗裂能力很低。
1.2增大了构件的刚度
由于预应力混凝土构件正常使用时，在荷载效应标准组合下可能不开裂或只有很小的裂缝，混凝土基本上处于弹性阶段工作，因而构件的刚度比普通钢筋混凝土构件有所增大。
1.3充分利用了高强度材料
普通钢筋混凝土构件不能充分利用高强度材料，而预应力混凝土构件中，预应力钢筋先被预拉，而后在外荷载作用下钢筋拉应力进一步增大，应而始终处于高拉应力状态，即能够有效利用高强度钢筋，而且钢筋的强度高，可以减小需要的截面面积。
1.4扩大了构件的应用范围
由于预应力混凝土改善了构件的抗裂性能，因而可用于有防水、抗渗透及抗腐蚀要求的环境；采用高强度材料，结构轻巧，刚度大，变形小，可用于大跨度、重荷载及承受反复荷载的结构。
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2预应力混凝土的结构形式
2.1预应力平板结构
一般来说，钢筋混凝土梁板结构体系，要在柱间和隔墙下设置框架梁及次梁，设置完之后就会使室内出现纵横交错的明梁，楼层的有效高度也因此大大降低，不仅影响了使用功能和室内美观，给装修也造成了不便。由于室内存在明梁，就限制了隔墙布置的任意性，给重新调整室内功能增加了难度。通常情况下，一栋建筑物在使用期内难免会对空间进行重新分隔，适当的变换其使用功能，这些都是十分正常的，办公楼建筑和商场建筑更是如此，几十年都保持原样是不可能的。如果在设计中楼盖体系采用了预应力平板结构或普通钢筋混凝土平板结构，就可以轻松的解决以上问题。
2.2转换层结构
在高层建筑的下部往往分布着需要大空间、大柱网的公共设施，这种分布情况从受力的角度来看是不合理的。解决这种矛盾的主要方式就是设置结构转换层，目前预应力技术的发展速度很快，工程施工费用和预应力材料价格的下降趋势较为明显，所以在工程施工中使用预应力混凝土结构的成本较低。在这种情况下，在高层建筑转换层结构中预应力技术的应用越来越多，采用预应力技术在施工和结构方面的优点很多，比如可以控制裂缝和挠度、减少截面尺寸等。
3预应力混凝土技术在建筑工程中的应用
3.1做好工程施工前的准备
在建筑工程结构施工之前，首要应当做好工程的准备工作，详细包含以下内容：操控施工人员对施工单位的实践资质进行检查，对其技能力量、设备状况以及人员资质等进行考察，在进行施工作业前，相关技能人员应对规划图纸进行仔细阅览，把规划人员的规划目的弄清楚。对张拉设备说明书也要仔细阅览，对其实践技能关键与应该注意的事项进行全面掌握。
3.2培训上岗，提升整体团队的专业技能与知识
我国大部分施工队并不是专业的施工队伍，其组成人员基本都是农闲时节进城务工挣钱的农民工，这些农民工尽管踏实肯干，勤勤恳恳，但大部分都不具有任何的上岗资质，为了上工都去购买假证，对施工项目并不了解，只是服从队长的指令，其实自身对所做的作业是否契合项目的要求一知半解。施工单位为了节省本钱雇佣农民工，与此同时国家也发起农民工进城打工挣钱贴补家用，但这些都应该是有节制的。相较于专业的建筑工人，经历不足的农民工的作业效率低下，作业质量也不能满意项目要求。如果企业一味在本钱上盲目节省，那么在工程未来的安全上则可能会形成几倍的亏损。
3.3浇筑与养护
混凝土在浇筑混凝土前，应先检查预应力筋等管线的方位、标准以及数量。在实施浇筑作业时，振荡棒最好不要与波纹管直接接触，使用直径较小的振荡棒把张拉端、梁柱节点等重要部位振捣密实。在混凝土强度没有达标前，严禁对预应力筋进行碰撞或踩。要想使混凝土的强度到达最高，科学、合理的维护也是必不可少的。经过维护在混凝土中浇筑的水泥顺利进行水化反应，让混凝土充分发挥其强度，有效避免成型后的混凝土因为暴晒、风吹、冰冷等有反常缩短裂缝出现，对其耐久性形成影响，浇筑完混凝土后，浇水掩盖维护应在12h内进行，让混凝土外表长期保持湿润，对于刚浇筑的混凝土维护，应在7d以上。
3.4灌浆及端部处理
第一，张拉完毕后，用手提砂轮锯切除外露多余预应力筋，切除后露出夹片的钢绞线长度30～50mm，然后清除杂质；第二，在锚具及承压板表面涂以环氧树脂，起防水防锈保护作用；第三，灌浆预应力筋张拉结束后，有粘结预应力梁孔道应及时进行灌浆。水泥浆的水泥采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比为0.4，掺入少量减水剂和徽膨胀剂，减水剂采用TW-3型高效早强减水剂，掺量为水泥用量的1.5％，膨胀剂采用AEA膨胀剂，掺量为水泥用量的8％灌浆前孔道应灌水洗净、润湿，灌浆应缓慢均匀地进行，不得中断，并应排气通顺，在灌满孔道排出水泥浆并封闭排气孔后，宜再继续加压至0.5～0.6Mpa，稍后再封闭灌浆孔。
结束语
综上所述，工程项目的安全是与国家的发展以及人民生活的国泰民安息息相关的，把工程做到安全是每一个工程人不断追求的方针。预应力混凝土结构是目前国内最为常见的结构，所以研究其功能，不断发现其弊端，提高预应力混凝土的施工技术与工艺是重中之重。目前使用预应力混凝土技术施工所用的混凝土与钢总量较少，可大量节省资源，但预应力混凝土自身也有许多缺点存在，如实践施工工序多，要求有较高的施工技能，需用到许多专业设备，而且不易控制预应力反拱，施工周期较长，会发生较大的施工费用，所以对其还应当加大研究力度，从而促进我国建筑事业的进一步发展。
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论文作者:谷晗
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/27
标签：预应力论文; 混凝土论文; 构件论文; 荷载论文; 结构论文; 应力论文; 钢筋论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;