浅谈预应力技术在建筑工程中的应用

浅谈预应力技术在建筑工程中的应用

在现代建筑工程领域，预应力技术自上世纪20年代中期开始得到实际应用，在促进建筑行业施工工艺和技术创新方面发挥了重要的作用。随着现代建筑工程项目规模、质量、安全、抗震性能要求的不断提升，特别是各种新型建筑材料的研发，客观促进了预应力技术在工程领域的创新应用。本文从现代建筑工程技术管理的角度出发，对于预应力技术的特点及实际应用情况进行综合分析，仅供同行参考和借鉴。

标签建筑工程；预应力技术；特点；应用

为了全面提升建筑物的质量、使用年限与安全性能，现代建筑普遍采用钢筋混凝土框架结构，这为预应力技术的研究与实际应用提供了有利的条件。在近90年的发展历程中，预应力技术的应用形式发生了巨大的转变，现阶段国内外建筑工程领域多采用粘结预应力与全预应力混凝土相结合的设计观念，并且成为现代建筑工程的主要结构形式。进入21世纪以后，随着钢结构、钢-混凝土组合结构，也别是空间钢结构等新型建筑结构形式的广泛应用，预应力技术的发展空间更为广阔，对于其特点及实际应用问题的研究是建筑工程领域需要重点解决的技术问题之一。

1 预应力技术的特点分析

在现代大跨度、高层及超高层建筑工程中，预应力技术是保证建筑结构安全性、稳定性、抗震性的核心技术之一，必须引起建筑行业中相关单位和技术人员的高度重视。同时，在建筑工程中应用预应力技术还具有减少结构自身重量、增大结构整体跨度、节约建筑材料、增强建筑使用功能等优点，对于提高建筑的综合效益具有积极的意义。目前，在国内外的建筑工程中，应用预应力技术主要为了有效解决大跨度及复杂结构建筑在设计、施工中存在相关问题，其特点主要表现在以下几个方面：

1.1 增强构件的刚度

按照荷载效应标准进行组合的预应力混凝土构件在正常使用的情况下，其整体刚度较为优良，很少会出现裂缝的问题。在建筑结构工程中，应用预应力技术可以保证各构件处于相对稳定，即弹性阶段工作状态，从而增强了构件的整体刚度。

1.2 提高构件的抗裂能力

一般情况下，预应力混凝土构件自身存在不同程度的预压应力，同时受到外荷载的影响，如果不能进行有效的处理，极有可能导致构建出现局部或大部开裂的现象，因此，在常规的外荷载作用情况下，必须保证构件的预压应力全部被抵消，当构件所受外界拉力大于自身极限拉应变时，必须采取有效的技术措施进行

处理，其目的是防止构件出现开裂的问题。

1.3 扩大构件的应用范围

由于预应力技术的应用可以有效改善混凝土构件的抗裂性能，所以在现代建筑工程项目建设中，其还可以被应用于抗渗透、防水和抗腐蚀等具有特殊要求的环境中。同时，采用新型材料制成的预应力混凝土构件具有变形小、刚度大、结构轻巧等特点，可以广泛应用于重荷载、大跨度和承受反复荷载的建筑结构中。

1.4 充分利用了新型高强度材料

与传统的钢筋混凝土构件相比，预应力混凝土构件中充分利用了新型高强度材料，其使用的钢筋经过预拉处理，同时在外荷载力的作用下进一步增强其钢筋拉应力。在现代建筑工程中应用预应力技术，合理利用了较为先进的高强度、高等级混凝土和钢筋，不但减小了构件的截面尺寸和面积，而且增强了构建的经济性和实用性。

2 预应力技术在建筑工程中的应用

近年来，在我国社会经济高速发展的背景下，建筑行业也迎来了良好的发展前景，而预应力技术作为现代建筑工程领域应用的关键技术之一，其在大跨度、高层及超高层住宅、商业、工业建筑中的应用也日趋频繁。本文仅从国内建筑工程领域技术发展的角度进行分析，简要介绍了预应力技术在建筑工程中的应用。

2.1 钢筋混凝土结构加固施工中的应用

在现代建筑工程中，预应力技术在钢筋混凝土结构加固施工中的应用较为广泛。钢筋混凝土结构建筑在长期使用中，当其构件的整体抗荷载力低于实际要求时，有可能出现构件弯曲或变形等现象，严重危及建筑的整体安全性。目前，在国内建筑工程中，钢筋混凝土结构加固施工中主要使用粘贴钢板或粘贴碳纤维片材。由于构件自身存在不同程度的内力，当其超出极限承载力时，粘贴钢板或粘贴碳纤维片材的应变和应力相对较小，所以不适合采用此技术。为了保证粘贴钢板或粘贴碳纤维片材的性能得到充分的发挥，在钢筋混凝土结构加固施工中，必须按照相关技术要求对结构进行相应的卸载，以达到减小构件初始内力的效果。对于恒载构件进行卸载的难度较大，一般需要对建筑的主梁部分进行加固，并且根据实际需要决定是否搭设临时支撑。钢筋混凝土结构加固施工中，应用预应力技术的主要目的是进一步提高构件的极限承载力，进而保证建筑结构的整体安全性和抗裂性。

2.2 混凝土管桩施工中的应用

近年来，在国内的建筑工程施工中，预应力混凝土管桩作为一种新型的预制桩型，其在提高工程施工进度、质量、安全等方面都发挥了重要的作用。预应力混凝土管桩是由专业的预制厂进行生产，在经过先张预应力、高压蒸养和离心成

型等生产工艺处理后，形成一种细长、空心环的预制混凝土构件。从建筑工程技术的角度而言，预应力混凝土管桩的应用是现代离心制管技术与预应力技术的完美结合，其在建筑工程中的实际应用具有整体质量好、地质适应性强、便于运输和保管等优点，所在在现代各种建筑物、构筑物的基础工程中得到了广泛的应用。

2.3 转换层结构施工中的应用

在我国现代建筑工程中高层、超高层建筑的数量不断增多，尤其是在大型综合性建筑工程的建设中，预应力技术在转换层结构施工中发挥了重要的作用。从高层、超高层建筑整体结构受力的角度而言，设置转换层是解决结构稳定性的常用方式之一。随着现代预应力技术的不断创新和发展，其所使用的建筑材料在规格、质量、性能等方面都有了提升，在转换层结构施工中应用预应力技术的现象极为普遍。另外，从建筑经济学的角度进行分析，与钢筋混凝土结构相比，转换层结构施工中应用预应力混凝土结构的经济性更为明显，有利于施工费用的控制。

3 结论与建议

在我国建筑行业的发展中，国家建设部将预应力技术列为重点推广的新型技术之一，并且在总结现有经验和教训的基础上，不断加强对于技术的研究和实践。与建筑工程中应用的钢筋混凝土构件相比，预应力混凝土具有重量轻、截面小、刚度大，以及耐久性和抗裂性优越等特点，应用预应力技术可以节省混凝土30%左右，节省钢材45%左右，对于降低工程造价也具有积极的意义。针对国内外建筑工程中预应力技术应用的现状，为了满足大跨度、高层及超高层建筑的建设要求，一定要保证建筑结构合理预应力的科学建立，而且要尽量减少预应力的节点，这对于促进现代建筑行业的技术发展是十分重要的，也是我国建筑工程领域实现与国际接轨的重要标志。

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