浅谈预应力施工技术在房建结构中的应用

浅谈预应力施工技术在房建结构中的应用

发布时间：2021-03-10T03:20:29.451Z 来源：《防护工程》2020年31期作者：刘国锋[导读] 因以张拉钢筋的方法来达到预压应力，所以也称预应力钢筋混凝土结构[1]。

内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗基建项目服务中心内蒙古鄂尔多斯 017000摘要：本文从预应力混凝土技术与普通技术的比较，总结了预应力混凝土的优点，分析了预应力技术在房建设计施工领域中的意义，并总结了预应力技术目前在房建平板结构、转换层结构、有梁大板框架（或剪力墙）结构及装配式结构中应用实例应用情况，可为建筑结

构设计工作顺利开展提供一定借鉴和参考。

关键词：预应力；建筑结构；应用

引言

由于混凝土的抗拉性能很差，使钢筋混凝土存在两个无法解决的问题：一是在使用荷载作用下，钢筋混凝土受拉，受弯等构件通常是带裂缝工作的。二是从保证结构耐久性出发，必须限制裂缝宽度。为了要满足变形和裂缝控制的要求，则需增大构件的截面尺寸和用钢量，这将导致自重过大，使钢筋混凝土结构用于大跨度或承受动力荷载的结构成为不可能或很不经济。为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强材，人们在长期的生产实践中创造了预应力混凝土结构。只有合理应用预应力技术，才能够提高建筑的整体质量。文章将从新时期预应力施工技术在房屋结构设计施工中的应用方面进行分析，可为预应力技术在建筑结构设计工作顺利开展提供一定借鉴和参考。

1预应力技术的机理

1.1预应力混凝土的定义

预应力混凝土结构，是在结构构件受外力荷载作用前，先人为地对它施加压力，由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，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。以预应力混凝土制成的结构，因以张拉钢筋的方法来达到预压应力，所以也称预应力钢筋混凝土结构[1]。

1.2预应力混凝土的提出

混凝土抗拉强度及极限拉应变值都很低。其抗拉强度只有抗压强度的1/10～1/18，混凝土的极限拉应变很低，只有0.0001～0.0015，这时钢筋应力仅20～30N/mm2，另外提高混凝土的强度也不明显高强材料得不到充分应用。对使用上不允许开裂的构件，受拉钢筋的应力只能用到20～30N/mm2,不能充分利用其强度。而钢筋混凝土规范允许的裂缝宽度一般应限制在0.2～0.3mm以内，受拉钢筋应力最高也只能达到150～250N/mm2，结构自重大使用性能不好。普通混凝土结构不能适应现代化建设大跨度和大空间的需要，因为无法采用高强度的材料，势必导致截面尺寸过大和自重过大。

2预应力技术在房建设计施工中的意义

2.1优化房建建筑使用功能空间

预应力技术在楼板中使用以对房建空间功能进行改善，同时室内各线路管道还可以在预应力楼板中进行直接安装，这样做不仅可以对不同住户针对线路管道所具有的实际需求进行满足，还可以避免管线暴露而降低空间美感的情况出现。

2.2降低房建施工难度

土地资源的稀缺，导致建筑结构“向上向下”发展已成为必然的趋势，超高层及深基坑大量涌现，施工难度日益增加。针对房建行业这一发展趋势，预应力技术的应用能够对地下空间所对应的层高进行一定的降低，减少基坑开挖深度，提高地下空间所具有的稳定性和安全性，减少施工所需成本，提高房建项目所具有的社会和经济效益。同时预应力技术在高层建筑中的应用也有很大前景，尤其是无粘结预应力混凝土平板和扁管、有粘结预应力平板和预应力扁梁用于高层建筑的楼盖，可以降低结构层高、简化模板、加快施工等，受到了建设单位、设计单位和施工单位的普遍欢迎，必将得到更广泛应用[2]。

3预应力技术在房建设计施工中的应用

现代建筑结构正在向大柱网、大开间、大跨度、多功能方向发展，力求在有限的建筑面积和空间内获得最好的使用功能和最佳的投资回报。预应力混凝土以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点，迎合了现代建筑结构的发展趋向。新时期建筑工程施工时，其主要应用在以下几个方面。

3.1预应力平板结构的应用

传统的普通钢筋混凝土梁板结构体系，需在柱间及隔墙下设置框架梁和次梁，这必然导致室内明梁纵横交错，降低了楼层的有效高度，影响了室内美观和使用功能，装修也较难处理。与传统的普通钢筋混凝土梁板结构相比，预应力技术中的平板结构就显得胜出许多。采用预应力技术不仅可以将整个楼盖设计为后张部分的无梁平板结构，还可以在楼板的周边保留一定的边梁并在局部的少数有隔墙的地方，或者是洞口的边缘处进行保留，而对建筑室内的明梁进行全部撤除。并在必要的地方设置暗梁，从而改善并加强楼板的受力性能，每单元整个室内顶板为一整块的平面。

3.2转换层结构的应用

由于当代多功能综合性的建筑，要求越来越多，这种建筑需要大空间大柱网的公共设施在该建筑下部。这种受力作用是不合理的，但是这种问题也可以通过设置结构转换层予以解决。转换层结构同样是预应力技术的常用结构之一，其在工程上下层结构中使用不同情况的构造，这些结构本身存在着较大不同，实际承受压力也有所差异，通常上两层紧靠着，结构易崩裂。将预应力技术积极应用在转换层中，确保结构底部均匀受力，充分保护建筑物的总体结构。

3.3有梁大板框架（或剪力墙）结构的应用

有梁大板结构是柱子与柱子之间布明梁，大板上布置隔墙的结构体系。这种结构于平板结构有很多相似之处，柱距比较大，由于省去了次梁，避免了室内错综复杂的次梁，内景好，增加净空，抗裂好，省材料省模板和拆模人工，施工快速等优点。有梁大板可以配合大跨度预应力中的宽扁梁共同使用也可以很大程度的提升层净高或者是减少层高。由于有梁大板的结构还带有明梁，仍然属于剪力墙结构或者是框架结构，这样的结构不太适宜高层建筑或者是抗震结构比较大的地方，它适合办公楼和住宅区。尤其是住宅，这种有梁大板结构可以使用户自行将房间隔断，从而实现房间的不同功能，避免了室内的难看的次景观现象。

3.4在装配式结构中的应用

由于预制构件有工厂化规模生产的特点，其主要优点是质量控制水平高，构件耐久性好，模板周转率高等，与现场浇筑的后张法预应力混凝土相比，省去了留管灌浆或注油挤塑工序，节约了锚具费用。在道路及运输吊装条件较好、运距不太长的情况下，预制构件常有良好的技术经济指标。如能将预制构件与建筑装饰、保温、隔热、水电管线等结合起来，将会显现出更大的优势。在建筑中的应用比率也随之增加。预制预应力框架和长跨预应力空心板、T形板等技术的发展和使用将在在大柱网、大开间多层建筑中得到更多的应用；预制预应力叠合板技术进步，将更多应用于高层建筑楼盖中，既满足了结构整体性，又避免了现浇结构现场湿作业工程量大、耗用大量模板及支撑等缺点。

4结束语

由于建筑行业是我国国民经济产业的重要行业之一，房屋建设正朝着体型功能复杂多样的综合性方向发展。相应的建筑结构也变的大跨度，复杂多样，和重载结构纵横交错。这就对结构体系提出了新的要求。预应力技术在建筑结构设计中的实践运用，能够充分有效提升整个工程建筑结构的总体稳定性和科学性，提高工程建设质量和施工水平。而发展预应力混凝土技术，尤其是大跨度的预应力技术是新的技术革命，需要不断加强对相关技术的掌握和更新，促进预应力技术的快速发展和进步，同时要将预应力技术应用的理论和实际有机结合起来，对具体的施工过程进行有效分析，提高应用的效果。

参考文献：

[1]郑毅敏,熊学玉,耿耀明.体外预应力混凝土结构设计若干问题的探讨[J].工业建筑,2000,30(5):24-27.

[2]冯大斌.预应力技术回顾与展望[J].建筑科学，2013，29（11）：30-38.

[3]焦天磊.预应力技术及其在房屋建筑中的应用研究[J].甘肃科技纵横，2019，48（10）：49-51.