浅谈大跨度预应力混凝土结构设计要点

浅谈大跨度预应力混凝土结构设计要点
摘要：在大型民用建筑中，一般都会采用大跨度预应力混凝土结构设计。

在
设计大跨度预应力混凝土结构设计时，必须紧紧抓住建筑设计的技术要点，结合
工程实际，使设计的大跨度预应力混凝土结构设计更充分地满足工程设计的需要。

本文就大跨度预应力混凝土结构设计的一些设计关键技术问题，进行了较为详细
的探讨。

关键字:大跨度；预应力；混凝土结构；结构设计；大型建筑
一、预应力筋的合理布置
钢筋建设板带类型布置方式设计方案，桥梁建设板带是大跨度钢筋板带方式
预应力布置钢筋混凝土结构桥梁主体结构设计的一个主要重点，其中的钢筋布置
采用钢筋板带方式主要类型有多种，最常用的布置方式主要是在较大跨度柱中板
上的带中布置钢筋大约占1/3左右，另外2/3钢筋主要就是布置在柱上部的钢筋
板带中。

这种新型均匀布筋集中布置设计方案对普通边梁板结构设计来说，不仅
能有效率地确保普通板带的横向受力合理，同时也大大地省去了钢筋原材料。

但
在边梁施工结构设计中，当板材采用横跨之间每层相差高度距离超过20%及以上
的多层长梁宽跨连续板时，设计时，一般应尽量采用长梁宽跨横向纵横倾斜方向
集中均匀方式布筋，跨板柱上梁中板平均均匀带布1/3左右或均匀集中带筋布置，短跨边梁长梁宽跨横向纵横倾斜方向柱上板平均带布2/3的均匀集中布置，可使
设计方案更好地节省大量钢筋原材料，同时也可以使其设计能够能在预期之内达
到较好的建筑边梁跨板载荷量和边梁承载能力。

因此实际上在施工设计基层施工
图的过程中也必须要注意根据边梁和上层跨板的管道横向集中受力保护布置等的
特点，更详细地考虑跨板是否可以采用二段倾斜方向弧形抛物线或三段倾斜方向
弧形抛物线，两种不同形式集中保护布置。

在具体的集中保护工程施工中，还应
特别注意以下几个关键的集中保护施工操作：(1)为了确定上层预应力型钢筋的
管道绑扎螺栓铺放敷设位置排列顺序及螺栓绑扎铺放位置，和下大型钢筋捆扎管
道与固定螺栓上钢筋捆扎敷设摊放部位次序间的无缝连接方式等等。

在钢筋管线
摊铺时,应当尽量减少上下层管线交叉段钢筋捆扎的互相绑扎穿束,并严格根据原本设计的草图方案或主体结构设计图中所明确要求的下层管线钢筋捆扎细节的长度部分，以及下层钢筋管线结构中的技术部分要求进行顺序设计执行，在布线的同时合理设计，并加固好下层管线钢筋捆扎间接矢高的承压滚动内部应力屏障保护挡板和安全网片等;(2)必须正确进行设计同时保证下层钢筋管道绑扎钢筋的矢高处及承压应力保护措施板的固定层数和钢筋矢高处的厚度;(3)同时，我还认为应该在上、下部管道钢筋间管道互相捆扎上下层钢筋间接矢高处,同时合理设置专门保护矢高处的钢筋承压应力,注意要同时合理设计，避免因下部钢筋管道互相捆扎钢筋绞线的相互穿束，而影响下部交叉段钢筋的相互缠绕，以便于正确设计保证同时固定发生下层钢筋间接预应力时下层管道钢筋的矢高；(4)下层钢筋管道绑扎钢绞线每隔一定一段时间运行一段距离(约500mm)时就一定应及时对其进行固定,以此更便于同时防止钢筋管道绑扎浇捣筋与钢筋混凝土保护工程的同时变位。

二、抗震性能设计
无论是哪一种大型的高楼大厦，它都必须要具备一定的耐震性，而现在的大型钢筋混凝土框架建筑在设计完成之前和实际使用后，都是一种人员密集型的建筑作业环境，如果没有达到相应的高跨度大型抗震建筑预应力大型钢筋混凝土框架建筑结构，没有达到一定的高层建筑结构抗震度和性能要求等级，那么一旦全国各地发生了二级大地震等自然灾害，很有可能会给当地的居民和其他公共财产带来巨大的损失，所以在我们需要进行高跨度大型钢筋混凝土框架建筑构造结构设计时，尤其一定要十分注重其在建筑抗震上和建筑性能上的整体设计。

目前国际混凝土结构研究领域都十分关注预应力混凝土结构的抗震问题。

通过大量的试验，我们发现，尽管它可以在多个地区同时进行，但它也和普通的钢筋混凝土结构一样，必须要进行相应的结构设计和结构施工。

在特定的大跨度预应力混凝土结构设计和施工中，可以采用一种纵向造型预应力板对其进行加固，以实现对结构构件的整体抗震设计，既能提高其抵抗水平荷载，又能在震后保持良好状态。

同时，地震带内的高强钢筋也要有良好的抗拉拔强度，在大跨度预应力混凝土结构设计中，都要根据其尺寸配筋率来限定所需的预应力筋和钢筋配置，以防止钢筋开裂。

在具体的预应力混凝土结构设计中，应按下列步骤进行：(1)在对结构
构件进行详细分析的基础上，对结构构件的总体内力进行了详细的计算；（2）
对其进行了侧向移动和侧向移动的受力计算，(3)根据前一步的内力计算，确定
了预应力筋的位置；(4)小组在完成有关的方案设计后，对整个方案的设计进行
审查，对出现的问题进行修正和完善。

三、连续构件设计
通过对大量设计实例和具体实例的分析，认为在大跨预应力梁中，如果采用
单跨多跨大梁的横梁截面横向扩展，可以迅速地实现连续大梁的整体设计。

该结
构形式仍有许多技术优势，尤其是当大梁超载、内力和侧向重力分配时，可显著
地改善大梁的弯承性能。

另外，在正、负弯两种不同的弯矩下，还可以采用一根
附加预应力的钢筋，这样的结构设计可以有效地减少在大梁支承过程中附加的弯
矩对柱体的不利的影响，而且它的支承载荷的测定也更为合理。

比如，在多跨大
梁上施加一根预应力筋，可以有效地增加多跨大梁的承载力，从而产生弯曲，此
时可以采用多排、单跨连续结构来实现多跨大梁的联合作用，从而有效地减少这
种预应力。

四、防火设计
钢筋混凝土在高温下的耐热性能并不是一成不变的，在此基础上，钢筋的屈
服强度迅速降低，刚度迅速降低，从而导致钢筋的变形迅速增加，而且在这种高
温下，钢筋的拉伸和拉伸的方向与地板下的混凝土地板的受热方向是一致的，从
而加速了钢筋的变形。

在高层建筑中的预应力大型钢筋混凝土耐火结构中，如果
建筑出现了10mm的大型钢筋混凝土耐火结构，其整体耐火等级的连续极限不能
不得低于0.5小时，达到《建筑设计防火规范》工程中的一级、二级的耐火标准，其整体耐火等级要求就是满足建筑的整体防火性能需求。

常用的加固方式有两种：一是对主要钢筋进行加固。

具体的实验结果显示，在相同的基础荷载下，主筋预
应力空心层和底板的总基础荷载不变时，随着主筋保护层的不断加厚，基层的极
限厚度也会逐步增大。

通常，在底板加固后的基础厚度为1厘米、2厘米、3厘
米时，其主筋预应力空心层和楼面耐火层的极限厚度分别为25分钟、40分钟、
50分钟。

二是采用大面积的预应力钢筋混凝土作耐火底层绝热保温涂层。

目前，
在企业采用国内106、t型矩形预应力基层钢筋混凝土层楼板基层，作为国内防
火建筑基层楼板隔热保温基层涂料的主体基层时，其耐火耐热强度极限由0.5mm 厚的矩型预应力基层钢筋混凝土层的基层主体楼板作为国内防火建筑基层楼板隔热保温基层，其耐火极限分别由0.5h以下提高到1.6h和1.8h以上。

五、结束语
因此，它的普遍存在和发展，为国内的工程设计和工程建设提供了极大的资金和技术支持，它的广泛应用不仅可以让各种高强度的钢筋混凝土和结构钢筋得到充分的利用，而且它的横截面很小，可以减少自重和侧向弯矩，因此它的抗跨力也会得到很好的提高，特别适用于大型的电影院和民用建筑。

尽管这种建筑结构的施工技术水平优势很多，在建筑工程设计实践中不断改进运用原有的建筑施工管理技术，加大对建筑工程施工的安全管理，避免施工质量及其他安全事故的同时发生，达到不断提高建筑施工过程质量的施工目的。

参考文献
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