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摘要：下文主要介绍了高层建筑预应力楼板的设计方面的内容。文章从什么是预应力、无粘合预应力开始介绍，帮助读者从概念开始了解。接下来又分析了预应力设计计算的基本原理、基本设计步骤、设计参数的选择以及在设计中应注意的问题这几部分，对高层建筑预应力楼板的设计方法进行了比较全面的介绍。预应力技术的应用促进了我国建筑行业的进一步发展，预应力技术的应用不仅增大了建筑的坚固耐用程度，还大大减少了建筑行业的浪费现象，是坚持以人为本、坚持可持续发展的又一重大体现。
关键词：高层建筑；预应力；楼板设计
中华文明五千年的历史长河中，建筑技术更是源远流长。最早的自然洞穴发展到木质房屋到如今的钢筋混凝土大厦，一步一步的发展都凝结了无数人智慧的结晶。但是，我们不得不承认我国的高层建筑传统建造模式多采用小开间、小柱网、密排墙类型的结构体系。这样的结构不尽造成空间和原料的浪费，还大大的增加了地震反应。如何解决这一问题、设计出更加合理的建筑结构是当今急需解决的一大建筑问题。随着大家的研究，我们发现应用预应力技术可以有效的减轻这类情况的发生，接下来让我们详细的了解一下什么是预应力技术吧。
1、楼板预应力技术现状
1、1预应力简述
预应力技术是如今在建筑设计建造中经常使用的一种技术手段，该技术的发展有赖于我国早期建筑的不足，我国早期的建筑的实际承载力均比实际需求大的多，这样的建筑在建造过程中就造成了很多不必要的浪费，如：建筑材料、人力、财力、时间等的大量投入很多都是不必要的，最理想的情况就是建造出和实际需求相符合的建筑，这样在自然灾害来临的时候并不会给人们来带危险，还能最大范围的减少资源的浪费，同时还给人们提供了舒适的生活环境。那么如何才能建造出这样的建筑呢？这就应用到了预应力这个概念。预应力是为了改善结构服役表现，在施工期间给结构预先施加的压应力，结构服役期间预加压应力可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏，常用于混凝土结构。也就是说预应力技术可以帮助我们计算出合适的压应力和拉应力，这样不仅可以在建造建筑的过程中提供巨大的便利，还可以使建筑更加坚固，并且能够减少不必要的浪费。
1、2无粘合预应力技术简述
上文介绍了预应力技术在建筑中的应用给当今的建筑行业带来了天翻地覆的变化，那么预应力技术在高层建筑的楼板中到底是如何应用的呢？预应力技术常用于混凝土结构，是在混凝土结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。无粘结预应力混凝土作为一种采用高强材料、先进的预应力工艺和先进的设计方法为特征的高效预应力混凝土，这种预应力混凝土节材效果大，结构功能好，最适合建造大柱网、大开间、大空间的高层及超高层建筑楼板[1]。这类的高层建筑楼板能够有效的提高空间的利用率，并且能够大大降低材料的使用量，建造同样面积的高层建筑使用的材料大大减少就会带来更低的前期投入以及更高的后期经济收益。同时，使用无粘合预应力混凝土技术建造而成的建筑在大大节省原材料的基础上具有更强的抗地震性，给居民带来更高的安全保障。因此，无粘结预应力混凝土的应用范围与推广数量正在日益扩大。高层建筑楼板、屋盖采用无粘结预应力技术，不仅可以降低层高及建筑物的总高度，减少结构在水平荷载作用下的反应，而且能降低房屋的运行费用。以上的种种优势正充分的说明了该项技术的广泛使用并非空穴来风，而是由其明显的优势决定的。无粘合预应力混凝土技术也必将给我国的建筑技术带向一个新的高度。
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2、设计计算基本原理
荷载平衡法是当前我国建筑设计行业使用的比较广泛的计算预应力的一种计算方法。该方法的基本原理就是通过张拉预应力钢筋产生的等效荷载来平衡作用在构件上的一部分荷载，包括全部静荷载及少量的活荷载，以求达到受弯构件在此阶段不产生挠度。其工作原理通俗的说起来就很简单，我们想要平衡一个物体上的力就要给这个物体施加一个方向相反大小相等的里，这样就可以达到是这个物体受力平衡的效果，即这个物体也就稳定了。荷载平衡法也就是这个原理，在已经受理的构件上再施加一个方向相反，大小相等的压力或者压力，就可以是该构件处于平衡。
3、基本设计步骤
不要看预应力的原理非常简单有容易理解，预应力的计算是一个非常严谨的数学计算过程，古语有“失之毫厘差之千里”，我们要知道，即使是一点点的偏差在一栋高层建筑里一层又一层的累加上去也将是一个非常巨大的误差，通常会造成不可挽回的结果，因此我们一定要按照严格的计算过程一步一步按要求计算。该计算一般遵循下列步骤；a.确定混凝土强度等级及板厚；b.确定不同阶段混凝土拉应力允许值；c.确定由等效荷载平衡掉的外荷载；d.根据所要平衡的荷载值及线形可确定预加力；e.计算在等效荷载及使用荷载作用下的板面应力设计值；f.抗裂验算；g.受弯承载力计算；h.按部分预应力概念进行楼板截面设计，采用预应力筋和非预应力筋混合配筋，以利于提高结构的延性和抗震性能。上述计算步骤是无粘结预应力楼板设计的一套比较成熟的计算步骤，这有赖于多位建筑专家多年来的辛勤实验和仔细研究，也许在实际应用中还会遇到其他的困难，但是按照标准的计算步骤有序的进行计算，一定会得到我们需要的结果。
4、设计参数选择
除了按照上述的计算步骤进行计算外，在参数的选择上也有一些问题需要注意，这就是建筑一般都是由钢筋和水泥混合搭建而成，而预应力楼板一般是由混凝土制作而成，即使我们可以准确的计算出各个荷载以及承载力，我们也需要根据混凝土和钢筋水泥混合物的不同挠度进行换算，得到最终的数据。因此，楼板的跨高比可尽量大些，以使结构轻巧、美观、经济。根据国内外无粘结预应力平板的工程实践经验，跨高比宜采用：单向连续板40—50、单向简支板35—40，柱支撑双向板40—45，周边支撑连续双向板40—50，周边支撑简支双向板40——55，双向密肋板30—35。这些只是举的一部分例子，其他的具体数据我们也需要根据具体的实际情况进行换算。
5、设计中应注意的问题
通过上文的介绍，我们可以发现预应力技术包含了多个学科的综合应用，它包括科研、设计、施工、测试等几个方面，所以在设计时要充分的考虑各个影响因素造成的不同结果，充分的运用不同方面的知识进行计算。同时，还要综合不同外界环境进行考虑，例如我国的北方一年四季温差较大，这个时候建筑物在四个季节的膨胀和收缩情况又与南方有所不同，面对这些问题时我们可以采取以下措施：优化混凝土配合比；适量掺入混凝土膨胀剂；合理设置后浇带、膨胀带及伸缩缝；配置适量温度筋，加强混凝土养护，尤其需要蓄水养护等。所以，具体的理论知识要活学活用，不能一味的按照学到的书面知识来指导实际的施工的进行。
6、结语
上文主要介绍了高层建筑预应力楼板的设计方面的内容，任何一件事物的进步都是在不断的发现问题与解决问题的过程中实现的。就如同我国早期的建筑行业，正是因为其在建筑结构体系中存在了这样那样的问题，才有了预应力技术的研究并取得了这样突破性的进展，帮助我国的建筑行业向前迈进一大步，有效的改善了广大居民的居住环境并有效的提高了建筑物的安全性。所以，我们不要惧怕出现问题，也不要因出现问题而无所适从，勇敢的寻找新的思路去解决它，终将得到一片更加广阔的天空。
参考文献：
[1] 段成虎. 浅析既有预应力结构楼板开洞施工技术的应用. 《四川建材》. 2010年2月.160-161.
[2] 沈英鹏. 无粘结预应力混凝土楼板改造工程设汁与施工. 《常德师范学院学报（自然科学版）》. 2013年1月.65-69.
论文作者:葛晓娇
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期
论文发表时间:2016/3/17
标签：预应力论文; 楼板论文; 荷载论文; 混凝土论文; 技术论文; 建筑论文; 高层建筑论文; 《基层建设》2015年27期论文;