预应力混凝土结构构件检测论文

摘要：简要介绍了预应力混凝土工程技术发展现状及发展趋势。目前，我国混凝土的年用量约为24

—30亿立方米，用于房屋建筑和土木工程的水利、交通、市政等所有行业，从结构材料类型方面来讲，混凝土及预应力混凝土结构约占全部工程结构的90％以上，混凝土及预应力混凝土将是现阶段乃至未来二十年内我国主导的工程结构材料。

关键词：预应力混凝土；工程技术；发展现状；未来趋势

1.预应力混凝土定义

为了避免钢筋混凝土结构的裂缝过早出现，充分利用高强度钢筋及高强度混凝土，可以设法在混凝土结构构件受荷载作用前，预先对受拉区混凝土施加压力后的混凝土就是预应力混凝土。预压应力用来减小或抵消荷载所引起的混凝土拉应力，从而将结构构件的拉应力控制在较小范围，甚至处于受压状态,以推迟混凝土裂缝的出现和开展，从而提高构件的抗裂性能和刚度。

2. 预应力混凝土工程技术发展现状综述

近年来，在巨大工程建设任务，特别是重点建设项目和大型工程的带动下，我国的混凝土及预应力混凝土工程技术水平有了很大的提高。目前，我国混凝土的年用量约为24—30亿立方米，用于房屋建筑和土木工程的水利、交通、市政等所有行业，从结构材料类型方面来讲，混凝土及预应力混凝土结构约占全部工程结构的90％以上。混凝土及预应力混凝土将是现阶段乃至未来二十年内我国主导的工程结构材料。

3.预应力混凝土工程技术发展简述

（1）先张预应力技术

目前我国先张预制预应力构件用量逐年减少，先张预应力施工工艺落后，预应力空心板仍使用中低强度预应力筋，没有形成利用高强材料的先张成套技术。但在山东等地预制预应力技术正在复苏，新技术、新工艺正在开发应用。

（2）后张无粘结预应力技术

目前我国已开发并应用了成套无粘结预应力技术，相关标准也已进行了更新，如《无粘结预应力混凝土结构技术规程》、《无粘结预应力钢绞线》和《无粘结预应力筋专用防腐润滑脂》等标准。在工程应用中也取得不少成就，如解决超长结构设计、楼板减轻重量、实现双向大柱网等，目前使用该技术的工程已达数千万平方米。特别是近几年对无粘结筋防腐和耐久性的研究和改进，使该技术可用于二、三类工作环境。我国后张无粘结预应力技术总体上达到国际先进水平。

（3）后张有粘结预应力技术

后张有粘结预应力技术目前在我国建筑、桥梁、特种结构等工程中广泛应用。使用该技术的建筑最大柱网达到42m*34m，最大单体建筑面积达65万㎡，最高的塔式结构达450m。目前我国已成功地开发并应用了多种相关技术，如成孔技术、高强材料生产技术、高强材料张拉锚固技术及相关设备、产品等。我国后张有粘结预应力技术的总体上达到国际先进水平，当然在施工设备配套系列及施工工艺工法细化方面与国外还有一定差距。

4.我国预应力混凝土技术未来发展趋势

（1）新材料技术开发应用

预应力混凝土材料技术的发展从来都是预应力混凝土技术革命的先驱。预应力混凝土钢

浅谈预应力混凝土工程技术发展现状及未来

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筋除了目前使用的高强度钢材外，未来新型预应力混凝土钢筋都是强度高、自重轻、弹性模量大的聚碳纤维，玻璃纤维和聚醋纤维类非金属预应力混凝土钢筋。

（2）多层大跨结构中预应力混凝土技术发展方向

建筑业是我国国民经济重要支柱产业之一，旺盛的建筑需求，日新月异的生产工艺变革以及人们对物质文化生活需求的迅速提高，使建筑结构正面临新的挑战。近推荐建筑结构正在向大柱网、大开间、大跨度、多功能方向发展。人们总是想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。预应力混凝土正以其跨度大、自重轻、节约材料、节省层高、改善功能等突出优点。迎合了近代建筑结构的发展趋向。

（3）高层建筑结构中预应力混凝土技术发展方向

近年来，预应力混凝土在高层建筑中的应用于有很大发展，尤其是无粘结预应力混凝土平板和预应力混凝土扁梁用于高层建筑的楼闰，具有降低层高，简化模板，加快施工等明显效果。受到建设单位、设计和施工单位的普遍欢迎。预应力混凝土除用于楼盖外，有时还用来解决大跨度，大空间部位柱网转换时的转换梁，转换桁架，以及复杂柱网情况下的转换板。此外8-18m跨度的预应力混凝土空心板，外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景很广阔。

（4）预制现浇相结合的装配整体式结构将加速发展

随着大柱网、大开间多层建筑和高层建筑迅猛发展，长跨预应力混凝土空心板、T形板、大型预应力混凝土墙板等必将逐步兴起，预制梁板现浇柱，或预制梁、板、柱现浇节点相结合的各种装配整体式建筑结构体系预期会迅速发展，这种结构体系可以把预制与现浇二者的优点结合起来，避免纯装配式建筑对产品尺寸的高精度要求，结构整体性差和节点耗钢量大等缺点，叉避免了现浇结构现场湿作业工程量大，受制于现场施工及气候条件，耗用大量模板、支撑等缺点。

（5）预应力技术在桥梁结构领域的发展趋势

在桥梁结构领域中，预应力技术既是一种结构手段，又是与施工方法结合形成一整套以节段式施工为主体的预应力施工方法或专利，主要有预应力悬臂分段施工技术，分段顶推施工技术，移动模架逐孔施工技术，块体节段拼装技术，大节段预制吊装技术等。这些施工技术与预应力技术是紧密相关的，现有桥梁的改造、加固技术亦是研究开发方向

预应力混凝土结构的理论与应用摘要】预应力混凝土作为现代混凝土的发展趋势之一,在商品建筑中的应用越来越广泛。预应力混凝土正以其跨度大、自重轻、节约建筑材料、节省建筑层高、改善建筑与结构功能等突出的优点,可以有效解决以往高层建筑中较难解决的大空间的使用要求,提高建筑的综合经济效益。【关键词】预应力混凝土;理论原理;应用1引言预应力混凝土技术经过半个世纪的发展,目前在世界各国范围内普遍应用的一项新技术。预应力技术使用的范围和数量,已成为衡量一个国家建筑技术水平的重要标志之一。它已经由以往的单层、多层房屋、公路、铁路桥梁、轨枕、电杆、压力水管、储罐、水塔等的应用扩大到高层建筑、地下建筑、高耸结构、水木结构、海洋结构、机场跑道、核电站压力容器及大吨位船舶等方面,且已越来越被广大工程技术人员所接受。所谓预应力混凝土结构,就是在荷载作用之前对构件施加压力,使在荷载作用时的截面受拉区预先存在压应力的混凝土结构。由于截面预加了压应力,可以完全或部分地对消因荷载而产生的拉应力,混凝土就能不再出现裂缝或至少推迟裂缝的出现。因此,预应力混凝土结构可显著地提高构件的抗裂性和截面刚度。同时,也使得高强度钢筋及高强度混凝土得以应用,极大地提高了构件的承载能力。2我国预应力混凝土技术发展现状2.1原材料性能较好预应力钢材由过去强度低、品种杂、质量不稳定、供不应求的现象转变成强度逐渐提高、品种规格齐全、质量优异的高效预应力钢筋,满足了设计、施工等技术要求。2.2关键技术水平提高大吨位张拉用千斤顶和锚、夹具的研制成功及使用,较好地解决了预应力施工工艺中的关键技术,保证了预应力技术的应用和发展。2.3规范规程已基本配套《混凝土结构设计规范》、《无粒结预应力混凝土结构技术规程》、《预应力钢筋锚具、夹具和连接器》等国家产品标准和应用技术规程,及《无粘结预应力钢筋专用防腐润滑脂》、《预应力用液压力千斤顶》等一批国家及地方技术规程和产品标准也已基本配套到位。满足了工程需要,使预应力各项技术有章可循。2.4建造了具有国际先进水平的预应力混凝土结构应用预应力混凝土技术,我国已建设了一批有国际先进水平的预应力混凝土工程。如:柱网尺寸最大的南京国际展览中心工程(柱网尺寸25m×27m);层数最多的广东国际大厦主楼(63层);最高的青岛中银大厦(241m),这说明我国的预应力混凝土技术已达到了一个相当高的水平。3预应力混凝土施加预应力的方法预应力混凝土构件的制作方法有先张法和后张法。3.1先张法在混凝土灌筑之前,先将由钢丝钢绞线或钢筋组成的预应力筋张拉到某一规定应力,并用锚具锚于台座两端支墩上,接着安装模板、构造钢筋和零件,然后灌筑混凝土并进行养护。当混凝土达到规定强度后,放松两端支墩的预应力筋,通过粘结力将预应力筋中的张拉力传给混凝土而产生预压应力。先张法以采用长的台座较为有利,最长有用到一百多米的,因此有时也称作长线法。3.2后张法先灌筑构件,然后在构件上直接施加预应力的方法。一般做法多是先安置后张预应力筋成孔的套管、构造钢筋和零件,然后安装模板和灌筑混凝土。预应力筋可先穿入套管也可以后穿。等混凝土达到强度后,用千斤顶将预应力筋张拉到要求的应力并锚于梁的两端,预压应力通过两端锚具传给构件混凝土。为了保护预应力筋不受腐蚀和恢复预应力筋与混凝土之间的粘结力,预应力筋与套管之间的空隙必须用水泥浆灌实。水泥浆除起防腐作用外,也有利于恢复预应力筋与混凝土之间的粘结力。为了方便施工,有时也可采用在预应力筋表面涂刷防锈蚀材料并用塑料套管或油纸包裹的无粘结后张预应力筋。4预应力技术的工程应用4.1高层结构中预应力混凝土的应用近年来,预应力混凝土在高层建筑结构中的应用有很大的发展,并且取得了较好的经济效益,主要主要体现在:无粘结预应力混凝土平板和预应力扁梁用于高层建筑的楼盖中,具有降低层高,节约钢材,简化模板,加快施工等显著的效果;预应力混凝土饰面保温复合墙板应用,在满足建筑外墙装饰的多样性、耐久性的同时,又在保温节能、工业化生产、快速施工等方面发挥了巨大的优势;预制预应力构件和现浇相结合的装配整体式高层建筑结构越来越多;随着预应力施工技术及耐久性技术的完善,一些更适合应用预应力混凝土的新结构体将得到极大的发展。如悬挂式建筑的出现。4.2装配整体式结构中预应力技术的应用由于预制构件具有工厂化规模生产的诸多优点,如质量控制水平高、耐久性好、模板周转率高、损耗小等,从而使其具有较好的技术、经济指标。因而,预制预应力构件和现浇相结合的装配整体式结构在现代建筑中的应用比重也越来越大,表现为大跨度的空心楼板、工业建筑中的屋架、吊车梁、屋面板、多层及高层建筑中的长跨预应力空心板、T型板、大型预应力墙板以及预制梁板现浇或预制梁、板、柱与现浇节点相结合的各种装配整体式建筑结构等。5结束语为适应我国经济的发展,预应力混凝土结构的应用范围将更加广阔,因此我们应加强提高预应力技术水平的科研工作。和发达国家相比,我们预应力混凝土工程的研究相对落后。设计和施工的分离也是影响我国预应力混凝土结构迅速发展的因素之一。因此有必要成立大型强而有力的预应力混凝土工程公司,承担重大预应力混凝土工程,并担负新技术开发研究,并做好与设计和施工之间的联系,以提高我国的预应力技术水平。参考文献:[1]杨宗放,方先和.现代预应力混凝土施工.北京:中国建筑工业出版社,1993[2]王华.建筑业10项新技术应用.南京:江苏科学技术出版社,2002[3]吴元乃等.建筑业10项新技术及其应用.北京:中国建筑工业出版社,2001

本文的研究是基于一种新型专利“WFB装配整体式预应力空心楼盖”。这种楼盖是先在工厂制作WFB预应力空心预制板,然后在现场浇筑预制空心板之间凹槽处混凝土,从而形成的一种装配整体式楼盖。其预制构件的预应力筋采用消除应力高强螺旋肋钢丝,截面高度达叠合板的最终设计高度,具有承载力高和刚度大的特点,施工时无需设置跨中临时支撑。这种装配整体式楼盖结合了传统的预制装配式楼盖和现浇整体式楼盖的优点,具有施工进度快、节省模板、降低造价等特点;同时也减少了楼盖的自重,增大了楼盖的抗裂性能,并为采用高强混凝土创造了有利条件。 本文对WFB预应力空心预制板及叠合板进行了加载试验,分析了其受力性能。试验研究表明,WFB预应力空心预制板及叠合板的极限承载力较高,抗裂性能好,在标准荷载作用下试件均未开裂,在正常使用状态下的挠度能够满足规范要求;可以按照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中叠合构件的相关公式计算其极限承载力、裂缝和挠度。 通过两跨WFB预应力连续叠合空心板试验,对这种连续叠合板的受力性能进行了研究,试验结果表明其极限荷载值可按塑性理论进行计算;对连续板的弯矩重分布特征进行了分析,并建议将WFB预应力连续叠合空心板的边跨最大正弯矩和中间支座的最大负弯矩的弯矩系数分别取为0.1和-0.08。 本文对WFB装配整体式预应力空心楼盖进行了静水加载试验和有限元分析。试验研究表明,在正常使用荷载作用下,试验楼盖在加载过程中表现出了明显的双向受力特征,具有良好的整体工作性能;可按照弹性薄板小挠度理论对试验楼盖进行挠度计算;并对楼盖正交两个方向上的弹性抗弯刚度进行了分析。根据有限元分析理论,采用ANSYS程序,建立了WFB装配整体式预应力空心楼盖的有限元模型,有限元计算结果表明,有限元模型能够很好地模拟试验楼盖的实际情况,计算结果与试验结果吻合良好。