建筑预应力混凝土结构设计探究

欧桂芹

摘要：随着人们对建筑功能性和安全性要求的提高，对建筑的抗震、耐久性和抗渗性提出了更高的要求。基于此，预应力混凝土被广泛应用于建筑行业。

关键词：预应力混凝土;结构设计;刚度;经济价值;应用

预应力混凝土能充分发挥高强材料的性能，减小构件的截面尺寸，对控制混凝土裂缝、减少构件挠度有明显效果，因此在大跨度结构工程中得到广泛应用。针对建筑结构预应力混凝土设计中经常遇到的一些问题，进行了研究和探讨。

1建筑工程中预应力混凝土结构的特点

1.1抗裂性好，刚性大

在许多建筑工程中，最常见的问题是混凝土开裂，这在很大程度上影响了工程质量，破坏了建筑物的结构。主要原因是剪切和应力引起的混凝土钢筋变形。预应力混凝土可以给构件提供预应力，在一定程度上降低混凝土的应力，降低变形的概率，从而保证混凝土结构的稳定性，提高刚度和耐久性。

1.2节省材料，重量轻

预应力混凝土所用材料具有高强度、高轻质和高耐久性。与普通钢筋混凝土相比，只需少量材料即可在施工中达到理想的应用效果，因此预应力混凝土的自重在结构上更轻。在施工阶段有优势。

1.3良好的抗震和抗渗性

预应力混凝土结构相对均匀，收缩率低，不会产生明显的空隙。因此，与普通钢筋混凝土相比，它在建筑工程中具有更强的抗雨能力和优异的防渗能力，并且具有良好的刚度和稳定性，因此具有足够的抗震能力。

2建筑预应力混凝土结构设计内容

2.1预应力混凝土的设计计算

建筑预应力混凝土结构设计和验算时，首先要满足施工阶段的条件。在荷载方面，预应力荷载必须通过减去第一批预应力损失来确定，其他方面要通过实际施工的极限荷载来确定。在实际施工中，设计人员要考虑实际的支撑条件来设计和操作方案，通过模板的翻转来确定施工阶段的支撑条件和荷载条件。对于施工中的设计验算内容，首先要保证混凝土结构在支撑条件和相应荷载下必须安全、科学、稳定。那么，在实际施工阶段，所选用的建筑材料不应超过允许范围。

2.2抗震性能设计

无论是什么样的建筑，都要有一定的抗震性能，这是全国乃至全世界的一个关键问题。然而，大跨度预应力混凝土结构多用于大型公共建筑。这些公共建筑建成后，人流相对密集。如果他们的地震等级不达标，一旦发生地震等一系列自然灾害，就会造成重大的人员伤亡和财产损失。因此，在设计它们时，抗震设计者是最重要的。在混凝土设计中，可以通过竖向预应力对结构进行加固，达到抗震的目的。这种结构可以抵抗邮箱内的水平荷载，有利于震后恢复。此外，地震区的建筑对结构延性应提出更高的要求，一般的措施是限制其配筋率较小的钢筋，以避免产生裂缝。

2.3混凝土结构的属性设计

混凝土在今天的建筑中起着关键的作用，所以在设计中，我们必须注意检查混凝土的适用性和耐久性。首先，应检查混凝土结构在荷载作用下的挠度，挠度值不应超过规定范围。一旦发生事故，相关工作人员必须尽快采取补救措施。另一方面是对裂缝控制的要求。对于每种情况，在规定的范围内，对裂纹的要求是不同的。例如，对于短期荷载下有粘结预应力的混凝土，不会出现裂缝。在长期载荷条件下，不可能有拉应力。对于无粘结预应力混凝土，裂缝控制分为一级和二级，每一级的要求都有很大的不同。如果进行一级控制，就不会产生拉应力。如果进行二次控制，就不会出现裂纹。此外，如果相关人员要进行设计验算，应准确确定预应力混凝土的拉应力，短期效应为0.6，长期效应为0.25，经过多年的设计经验表明，在施工过程中，如果混凝土结构的外部环境和自身状态保持良好，短期荷载作用下裂缝的控制力可以适当减小，裂缝的控制极限可以降低。裂缝宽度限值应保证最大裂缝宽度不能大于0.22mm。

3预应力混凝土技术在建筑施工中的应用

3.1先张法预应力混凝土技术的应用

在建筑工程中，先张法形成的预应力混凝土对建筑工程的钢筋和锚固建筑的预应力钢筋有明显的张拉作用，效果显著。首先对钢筋进行张拉，然后浇筑到混凝土中，然后传递预应力，这需要通过钢筋与周围混凝土之间形成的粘性来完成。最后，当达到既定的强度要求时，松开钢筋的两侧，在这种铸造生产过程中需要使用专用夹具和其他相关工具。在整个建设工程中，如果混凝土强度满足设计要求，即与设计强度完全相同，则预应力筋不需要拉得更近。同时，无论是小型预应力混凝土框架还是中型预应力混凝土框架，都可以采用先张法来完成预应力混凝土的生产。先张法预应力混凝土技术在运行过程中，需要传递预应力，传递需要依靠钢筋与周围混凝土之间形成的粘性来完成。操作时，应严格按照相关法律法规进行。同时，施工中应注意以下两点。一是张拉台座应满足既定要求，即强度值和刚度值在规定范围内;第二，就应力中心而言，锚板的高度应与预应力筋的高度一致，不应高于或低于预应力筋的高度。

3.2后张法施工技术

后张法是指构件或浇筑混凝土结构的制造。预应力筋在孔位置向前移动。混凝土强度等级达到设计标准后，预应力筋穿过预应力孔，按设计要求控制拉应力。最后，预应力锚索用于构件的有限元分析。孔内灌浆法预应力钢筋，使混凝土结构或构筑物能预张拉。后张拉方法的特征在于预应力筋直接向构件延伸。因此，混凝土的弹性压缩并不直接影响预应力筋有效预应力的建立。后张法适用于大型构件（如桁架）的现场生产。避免长途运输大零件的麻烦。后张法是一种预应力技术。它也可以用来组装预制部件。大跨度屋盖等大型构件可预制成小块运到施工现场。预应力组合成一个整体。或者各种构件就位后，可以组装成预应力和预应力结构。先张法预应力的傳递主要依靠两端预应力筋的锚固。

4结束语

预应力混凝土在建筑工程结构设计和施工中的应用，可以有效提高建筑结构的强度，提高建筑的耐久性和稳定性，为人民生命财产安全提供稳定的保障。随着中国经济的发展和进步，中国的建设项目数量也在不断增加。在工程项目的结构设计和施工过程中，科学合理地应用预应力混凝土可以有效地提高建筑质量，保证我国建筑业的持续稳定发展和社会和谐与经济稳定。

参考文献

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