房屋建筑工程预应力混凝土施工关键技术研究

史大利

为了使现代房屋建筑工程更加具有安全性、耐久性、牢固性，我们需要广泛的应用到预应力混凝土技术，采用更加可靠的结构设计技术，以保证房屋建筑整体的稳定性。然而现阶段的预应力混凝土技术的应用并不成熟，虽然该技术应用方面十分的广泛，但是由于其涉及到很多层次的施工技术，实际的应用上十分的复杂，对施工要求比较高，所以当下的预应力混凝土技术并不可以完善的应用到各种房屋建筑施工中。本文将就“房屋建筑工程预应力混凝土施工关键技术”此话题进行分析和研究，并给出相关的建议与策略。

一、预应力混凝土技术简介

预应力混凝土结构是为了解决钢筋混凝土结构在使用阶段容易开裂问题而发展起来的结构。由于传统的钢筋混凝土结构所提供的结构性能已经不能满足大部分大型建筑的要求，在高强度的受拉、受压、受弯、受扭下，普通的钢筋混凝土结构会出现变形、开裂、结构破坏等现象，我们研究出了具有更佳性能的预应力混凝土结构。

预应力混凝土结构不仅采用了更高强度的钢筋与混凝土材料、在制作工艺和处理上进行了优化，使得钢筋混凝土结构更加的轻巧，节省了材料用量。预应力混凝土技术利用了钢筋的张拉工艺对结构建立了预加应力，使得预应力混凝土结构不仅在材料硬度、刚度上更胜一筹，而且在受到外界拉压扭弯时，能够具有更好的抗形变能力。因此，预应力混凝土十分适合被应用于现代房屋建筑工程。

二、预应力混凝土技术应用于房屋建筑工程中的优点

1.预应力混凝土材料轻巧，便于房屋建筑施工

因为预应力混凝土结构采用的是更高强度的钢筋混凝土，因此在结构中材料的用量会相对的减少，使得预应力混凝土构件比传统钢筋混凝土构件重量更轻。在施工中，预应力混凝土构件更加的便于运输和搬运，加快了房屋建筑的施工进度。其次，由于建筑材料用量的减少，使得房屋建筑的墙体、横梁等部分结构更加的轻薄，节省了房屋内部的空间，使房屋整体效果更加具有美感。

2.预应力混凝土结构具有高强度

在高强度材料和预应力技术的前提下，预应力混凝土结构具有更好的建筑性能。在施加了预应力后，钢筋混凝土结构具有很好的强度和抗裂性能，使结构在受到很大压力的时候不会出现断裂的情况，或者使开裂界限提高，让裂缝延迟出现。预应力混凝土技术有效地改善了建筑材料的性能。

3.预应力混凝土结构可以减小混凝土梁的竖向剪力和主拉应力

在以预应力混凝土为结构的梁中，由于预应力混凝土结构中的曲线钢筋束的作用，使得梁两端支座所受的竖向剪力大幅度减小，使得支座所承受的梁的压力影响减小，延长了铰接支座的寿命，更好的保障了梁的稳定度、为居住者的安全提供了保证。

其次，因为混凝土结构中预应力的存在，钢筋混凝土梁的主体上所承受的主拉应力也相应的减小，使梁在长期荷载的作用下仍能够起到支撑的作用，提高了整体结构的抗疲劳性能。

4.预应力混凝土结构具有防侵蚀、防渗透的作用

预应力混凝土结构具有预应力的处理，使结构在使用过程受压的时候可以不出现拉应力或者减小拉应力，使结构中混凝土不易开裂，保护了结构内部的钢筋不受雨水或渗水的侵蚀，使房屋建筑的防水性能有很大的提升。

三、房屋建筑工程预应力混凝土施工的缺点与难点

1.预应力混凝土结构所需材料价格高

预应力混凝土所需要的高强度钢筋与高强度混凝土与普通的钢筋混凝土不同，具有较高的强度和较小的密度，因此，这种材料的单价普遍较高，所以在决定使用预应力混凝土技术前要算好成本，避免工程后期由于资金不足导致无法继续施工，延误工期。

2.预应力混凝土技术复杂，实施难度高

作为一项更加先进的材料结构技术，预应力混凝土技术的工序复杂繁多，需要专业能力过硬的技术人员进行指导和施工。很多工程由于技术人员缺乏经验或者工人对于处理工序不熟练导致了预应力混凝土技术的实施不完善，所制造的预应力混凝土结构具有一定的缺陷，在性能上有很大的不足，导致在施工后由于结构无法承受拉压和弯扭而发生形变、开裂、损坏甚至倒塌的情况。

在使用预应力混凝土技术进行施工的时候，需要专业人员进行指导和监督，做好施工的监察工作，确保施工人员没有偷工减料、完整按照工序流程进行施工，以保证整个建筑工程正确、有效的进行。

3.预应力混凝土结构梁的上拱度不易控制

预应力混凝土结构构造的预制梁，在存放时间过长的时候，由于内部具有预应力，梁的结构受到预应力的影响会发生变形，导致梁会发生上拱的现象。在房屋建筑施工中预制直梁，由于预应力而上拱变形，使得直梁的梁支工作受到影响甚至直接使梁不满足使用条件；少数预制的上拱梁，会因为预应力而使上拱度产生变化，从而梁的物理参数和力学性质也发生了变化，影响了使用或者导致无法使用。

四、房屋建筑工程预应力混凝土施工的关键技术要点

1.预应力混凝土材料的选择

混凝土材料。首先，应力结构的混凝土抗压强度必须比较高，同时，混凝土强度要相对于钢材的强度做选择，钢材的强度越高，混凝土材料的强度就要相对的提高。在钢材与混凝土的强度配合时，才能更大限度的发挥出预应力钢筋混凝土结构的强度；其次，混凝土材料也必须具有快速固化的性能，这样能够缩短制造时间，加快工程进度；还有，要考虑好混凝土材料收缩、徐变的影响，选择收缩度和徐变变形程度小的材料；最后，要控制好混凝土的配制，严格控制水灰比、水泥用量，选择优质的掺合料、加强混凝土的振捣与养生。

钢材材料。预应力混凝土结构中钢筋的钢材要选择强度高、塑性好、应力损失小并且与混凝土粘结度高的材料。要根据不同的性能要求选择钢筋的种类（高强度钢丝、钢绞线、精轧螺纹钢筋），其中，高强度钢丝和钢绞线具有理想的弹性性质，精轧螺纹钢筋具有高强度、耐疲劳的特点。

2.房屋建筑工程预加应力混凝土构件预加应力的技术要点

先张法（先张拉钢筋，后浇筑建筑构件混凝土）：先张法所用的钢筋类型一般为高强钢丝或钢绞线等，施工工序比较简单，预应力钢筋靠自身的粘结力进行锚固，较为经济而且产物稳定。但是先张法在制作大型构件时会需要比较高难度的设备和复杂的工艺流程。

后张法（先浇筑构建混凝土，到混凝土结硬后再张拉预应力钢筋并进行锚固）：后张法需要特制的锚具进行锚固，在制作大型构件时比较实用。

在预应力混凝土结构建立预应力时，要根据不同的构建要求选择不同的方法，以保证工程的快速进行以及资金的合理花费。

3.房屋建筑工程预加应力混凝土构建的锚具选择

在先张法和后张法中会用到临时夹具与锚具，锚具是确保预应力混凝土结构安全性、可靠性的关键设备。

锚具根据受力原理可分为：（1）依靠摩阻力锚固的锚具；（2）依靠承压锚固的锚具；（3）依靠粘结力锚固的锚具。

目前预应力混凝土结构中常用的锚具有锥形锚、镦头锚、钢筋螺纹锚具、夹片锚具、固定端锚具、连接器。

锥形锚。该锚具面积很小，十分方便与在梁体上多量分散锚固，但是它应力损失较大、不能进行重复的拉张，具有很大的限制性。

镦头锚。镦头锚锚固效果很好，应力损失小，而且在使用的过程中操作十分简便。但是在大吨位张拉构件下，需要加大钢丝直径，容易产生很大的误差导致钢丝断丝的现象。

钢筋螺纹锚具：刚进螺纹锚具的受力明确，锚固牢固，可以做到重复张拉、拆卸，可接长，用于工程上十分方便。

夹片锚具：分为钢绞线夹片锚与扁夹片锚，强度高、硬度大，可广泛应用于各项施工。

固定端锚具：利用压头机将套在钢绞线上的软钢套筒与钢绞线一起强行顶压，通过规定的模具孔挤压而成。

4.混凝土施工要点

混凝土施工是预应力混凝土技术的关键环节。在施工前，需要对混凝土材料进行严格精细的检查，确保材料参数正常，适合于浇筑预应力混凝土结构。同时检查施工设备，避免由于设备故障导致的施工期间设备浪费的现象。

采取二次浇筑方式，在第二次浇筑时，遵守“先底部、顶部，后两侧”原则，不仅更好的进行了填补，而且有效防止了原料的浪费。为了避免由于温度引起的气化导致混凝土水分流失，需要利用保湿材料减少水分的蒸发，并对混凝土进行湿润处理，避免由于水分丧失材料干燥导致混凝土开裂。

五、结语

总而言之，房屋建筑工程预应力混凝土技术是一项具有很高实用性的建筑技术，有效的加强了混凝土结构的强度和耐用度，避免了传统钢筋混凝土构件由于结构强度及抗拉压、弯扭能力的缺陷而导致房屋建筑安全性能具有一定的隐患。随着科学技术的发展，相信在科研人员的精诚合作、共同努力下，能够进一步的改善预应力混凝土技术，让这项技术更加的完善，更加适用于现代的房屋建筑工程。