预应力技术在房屋建筑中的应用

预应力技术在房屋建筑中的应用摘要：早在19世纪80年代，西欧和北美的学者就开始预应力混凝土的实验活动，并取得了一定成果。预应力混凝土进入实用阶段应归功于法国著名工程师艾·弗瑞斯尼特(E·Freyssinet)。从50年代起，美国、加拿大、日本、澳大利亚等国也都引进西欧技术，开始推广预应力结构。我国预应力混凝土是随着第一个五年计划的开展,于50年代中期开始起步的。从80年代起，随着高强钢丝和高强钢绞线生产的好转，我国开始发展采用高强钢材的预应力混凝土，在工艺上采用有粘结、无粘结。在房屋建筑中，层数最多的预应力工程是广东国际大厦主楼，总计63层，采用无粘结预应力平板结构体系，面积最大的单体工程是首都国际机场新航站楼，每层面积8.8万平方米，总计27万平方米。预应力技术在房屋建筑中，所采用的预应力结构体系极为丰富。关键词：无粘结预应力筋无粘结预应力混凝土结构体外预应力有粘结预应力混凝土结构锚具控制应力1、引言早在19世纪80年代，西欧和北美的学者就开始预应力混凝土的实验活动，并取得了一定成果。预应力混凝土进入实用阶段应归功于法国著名工程师艾·弗瑞斯尼特(E·Freyssinet)。我国的预应力技术已从80年代以前的单个构件、小吨位预应力技术发展到目前的整体结构预应力技术和大吨位及超大吨位预应力技术。目前以高强钢丝、钢绞线为代表的高效预应力混凝土技术已在房屋结构的大跨、高层及特种部位使用，在桥梁结构方面，预应力技术广泛用于简支梁、连续梁、T形刚构和连续刚构等各种类型桥梁中，此外在特种结构中，预应力技术也得到了广泛应用，成为不可缺少的结构设计手法。2、预应力的施工工艺按照预应力筋所用防护材料、防护工艺及张拉工艺有多种多样，目前较常用的防护材料及工艺有以下几种，有粘结预应力工艺、无粘结预应力工艺、体外预应力索工艺。有粘结与无粘结预应力工艺是采用高强、低松驰钢绞线。现在主要采用强度等级1860Mpa，现在我国已经生产出1960Mpa强度等级的钢绞线。设计张拉控制应力一般不宜超过75%无粘结预应力筋抗拉强度标准值。不应大于无粘结预应力筋抗拉强度标准值80%。混凝土板的强度等级不宜低于C30，混凝土梁和其他构件强度等级不宜低于C40。钢绞线进场以60吨为一批，进行复试。锚具以2000套为一个批量，进行复试。钢绞线按图纸进行下料，按图纸设计按抛物线状铺设在底筋与上部钢筋中间。要求预应力钢绞线铺设顺直，间距，矢高准确，钢筋马镫位置准确。端部构造由螺旋筋（钢筋网片）、承压板、挤压锚具、夹片锚具、锚具保护套构成。具体施工步骤：板底模→板底筋→预应力筋→电气管→上部钢筋→浇筑混凝土→张拉→封堵。当混凝土强度达到75%以上时，用已经标定的千斤顶张拉，锁定。切除多余端头，对锚具进行封堵保护。3、对建筑功能的影响预应力混凝土与预应力技术为改善与提高建筑功能提供了许多新的措施与方法。（1）、通用性与灵活性现代化工业与民用建筑要求具有更大通用性与灵活性，以适应建筑物使用期间用途的多变、生产工艺与机械设备的更新换代及人们工作与生活条件不断提高的需要。各种预应力结构体系（预制装配式或现浇整体式）为经济合理地建造这种大柱网、大空间无内柱建筑提供了现实性。（2）、降低建筑层高控制高层建筑层高有很大经济意义，当8~10米跨度的无粘结平板代替传统的梁板结构时，每层楼板的结构高度可以减少30cm左右，当建筑总高度有限时，每10层可以多建一层，其综合经济效益是非常显著的。（3）、减少伸缩缝预应力结构可以大大扩展伸缩缝的间距，从文献见到的国际上最长的无粘结平板曾做过140米（用于加拿大一座19层办公楼），使用情况良好。法国巴黎新建的德芳斯大拱门高层巨型建筑，高110米、宽107米、深110米、是当前世界上最大的房屋建筑，整个结构通过预应力行成整体，消除了伸缩缝。（4）、作抗渗抗漏的自防水屋面现浇后张双向预应力板具有可靠的抗渗漏性能，国外已较多用于停车屋面和地下建筑的防水墙，效果良好。这种屋面用于屋顶花园和屋顶农场也都很理想，既有利于环境绿化，也是增加农地的有效措施。预计这种自防水屋面在今后的建设中将会有很大的发展前途。4、经济效益分析济南长途电售枢纽工程，由主楼、东营业厅、油机变电楼和办公综合楼组成，其建筑面积80000平方米，主楼43000平方米，地上27层，该楼为筒中筒结构体系，外筒尺寸为36米×36米，墙厚600毫米，内筒为20×12米，墙厚为400毫米。由于该工程原方案是按普通钢筋混凝土梁板楼设计的，后来采用无粘结预应力混凝土平板楼面结构，为此，形成一个典型的经济对比实例。以下从几个方面进行较详细的经济分析。烫（腐1锤）、施工化节约恳工期提紧前寻4箱5广天略1触）、节省针机械设备摄租赁费：蛇TQ8话0哲塔绵吊油2砌台汁，便庙3划万承元猴/臂台友月蒜×1.忽5朝月脏×搅2肝台掠户艺=9.0惑0伟元袍混凝土输塞送扎泵递2沃台汤，走3.龄5加万寄元敌/旁台室月捷×1.慎5撒月贫×快2绑台柏=10.炉5谱万元现混凝土搅感拌站淋，现垂1.晋5撒万峡元裂/情月名×1.5羽=2.斗2浓5池万元京混凝土搅锹拌昨机投4员台村0采.旁3首万棒元判/纱月场×1.5摧×4=小1.7拜0丙万元珍小计呆：双顿阵皮阳扶禾23.待4需5折万饮元铸对2满）节省三万大工具租和赁费：烘钢管脚手鸦架狡子融涨览佛200举t×将2悲元绑/t迷·逮日滩×4明5葡日奴=1.8旅0喊万元篮模自板环遭支辛这3验00头0叔㎡花×0.广3寿元间/偶㎡职·辽日丸×4犁5晶日券=4.0盏5店万元明小计粱：舞免沫扬豪捐5域.8衫5炮万元庙3垦）节省人盾工费：址现场施围工塔50净0絮人，任因工期提字前共节省沉费葡用虎74.3县0水万元。模板简化浙由梁板结巧构改为变拨截面平板购结览构差,蝴简化了模角板安元装贤.挎每个楼层莫可减少一区天支模时茎间搜,乳模板简化备是工程提疲前主要因庄素。另一痒方面，每芝层模板可务减弱少但60锯0织㎡。在不忘计算支撑娇系统简化隔量外，减雹少模板费司为辛60丸0武㎡绞×次2挂（配二层瓦模板质）睛×18辱5苏元茎/退㎡罚=22.菌2依0悲万元。峰C卖、话调利用早拆术体系少配杜置一套模假板费用斗105资0旋㎡梦×18塘5兰元李/跪㎡却=19.锐7凳0胖万元细（沙2芦）设计节泊约钱以下仅馒以度1-2箭1隐层内外筒桌之间的楼损盖进行两粥种方案的弹技术经济窝分析。写鬼标准层材泄料用量对挪比：燃取悼第乞1提7捉层为对象摧，两种楼芦盖（内外蛙筒之间楼奏盖部分）录土建施工涌材料用量条对比结果盒如表中可凑以看出预羡应力混凝立土平板盖爷与相同面殖积的非预趴应力混凝址土板梁楼煮盖相比，央钢材、混猾凝土及施后工模板等片用量都有融不同程度燕的节省。据从经济角梁度发现，疑每采六用龙1距t刘无粘结筋冬的直接费其用为普通央钢筋剪的谷3.跃0唯倍，即预消应力平板彩楼盖所用婚钢筋实际拖所需要费脊用，相当贷于惕64.8御急t败普通钢筋将。按实际胶发生材料哭费用计算毕，预应力极楼盖较非飞预应力楼宝盖每层节但约材料费户用德4.盯2深万元，显即下42.巡1酸元骂/半㎡，并节灭省周转材休料犹费育8孔万元，该路工程预应虚力楼盖共劈计支2聪1涌层，其中赏平苏板膊1复4炎层，则仅心楼盖一项这共计节省拿混凝害土戏798m炎3呈，普通钢义筋课80趁2哥吨，按上具述折算或梯节料直接棕费肝256.评0完万元。洗两种楼盖废的土建施竟工实际材返料对比恳方案裁建筑面积五（㎡）俭混凝土予（驳m灿3栗）督钢筋骂（黄t平）饥施工模板编（㎡）三普通钢筋洒混凝土梁巩板楼盖俊1000谣.20赞350.丹0未71.3勇0驴2267闸.5计预应力平脊板楼盖仗1000予.20鞭293.短0静35.4田（昂28.判5播）绪9.8蛾（们8.浅4学）裤1000诵.2稻节约固57.0猪35.9用（每42.削8芳）棍1267某.3园注筹：弃缴1虏、钢筋混告凝土方阅案嫁稠包括了楼姓盖下多出岛的络0.53竟m乞剪力墙；确2秃、括弧内洪数据系为令梁板式方婆案。苹降低高度度：呜如不增加浴使用面积牧而单纯降临低层高，趁按建筑造服价秩250腾0掀元沫/赞㎡计算甩，才4.隆3秋万㎡建筑外总投资币为块1075碌0考万元。建嗓筑全显高肃129.鉴4m爬(晓含地下哨室抽)羽，每米高罪度折算造增价勺83.传1海万元，则闯高度降锐低宇10.5孤m那,液节约投灭资项872.温6受万元。这应其中不包春括因重量仪降低，地辫震力减小惕，使结构厨竖向构件来相应减小颈和基础压哪力降低产在生的经济款效益，以绍及建筑降砖低相应集盈中空调和韵水、电等稼耗能降低页产生的效职益。镜省略吊顶辽：环因板底为们平板，省采去吊顶共劈计面遣积醉160绕6呼㎡箱，泊12认0牲元肿/练㎡，共格计咐192.稀7冒万元。递增加有效承使用面积那按钢筋混谨凝土梁板团楼盖设计悔，在限旨高鸽10迎0伪米前提下妥只能挠建慕2威2馋层，改为或预应力平冻板楼盖后叨高度不变喇增狮加家2苹层，共增拘加建筑面挺积捞288气0狱㎡，若侍以玉300贸0掉元泽/变㎡计算，虫其综合经趁济效益可护增趁加盾86璃4湖万元。增批加部分建野筑面积多纵布置电信导设备因而窃所创造的止效益更大予。辉水暖电管死线：堂由于层高父降低，给磨排水、暖睡通、电器饥、落水设耐备等的主天管及上线轨柜也降低六了高度，呜节约投挨资盛3柔0哪万元以上锈。空调投资躬竖理初由于采用宏了无粘结会预应力变镜截面平板腿，使顶棚拆形成弧形搁，从而改丘变了原空戚调方式，肢由于原来还的管线送厅风为贴附填射流，节恢约投汗资吵10请0腿万元。综填合以上各阴项指标，杰该工程采励用无粘结庭预应力平当板后，按醋粗略统计苏其直接经妨济效益约府为妹1559花.腊0内万元。5、结论炎本文通过辣从预应力朵技术的发四展，预应健力技术工家艺，预应喘力技术对热建筑功能播的影响，眼预应力技仰术在工程企实例中的村经济分析颠几个方面产来论证预榴应力技术肥在建筑中盯的应用。委在高层建筋筑、大跨络度的建筑计中，采用耳预应力混针凝土楼盖郊后，可以瞒解决大跨型度结构的姨挠度及抗否裂度问题侵，通过减母轻结构自姓重，改善帆结构性能简，以最小然的构件尺掌寸满足结钞构的强度携，刚度及峰抗裂要求责，无粘结多预应力平骑板结构能见够改善楼酷层的使用壮功能，增典加净空，级降低层高腔，提高投竿资效益，系改进施工勾工艺，简挑化施工工骂艺，加快霜施工进度栽，节约材劳料和能源象。无粘结悔预应力变嫩截面平板芹结构方案镜解决了预赞应力等截杰面平板结缴构难以解息决的大跨述度重何载逆问题，扩毒大了平板遇结构使用难范围，随农着高强度挎的材料的接发展，设肆备的不断喝完善，锚再夹具的不汪断发展，摆预应力施境工队伍的或壮大，相充应的技术怜规程，规洪范的健全热，预应力骨技术的发断展具有广趁泛的推广绣应用价值抵。参考书目岭1慧、冯大斌咐、栾贵臣妇，糖