预应力混凝土技术的研究及应用
【摘要】 改革开放以来，我国建筑业随着经济飞速发展的大潮也在不断崛起。各种不同种类和规模的建筑施工项目也如雨后春笋般出现。由大量涌现的建筑工程而随之产生的质量提升给人民群众、企业集团甚至政府等社会各界对于建筑工程的要求也越来越高。其中最常见的施工材料当属混凝土。不过由于普通方式制作的混凝土对于开裂等物理性质变化没有很好的抵抗力，应运而生的预应力混凝土很好的解决了这一缺陷。预应力技术也在建筑施工方面得到了广泛的运用。本文着重阐释并分析了预应力混凝土的特点，以及在建筑工程中的应用。
【关键词】 预应力 ；混凝土技术 ；研究及应用0. 前言
为了弥补混凝土在实际应用时所出现的诸如结构变形大、抗裂性能差等缺陷，应运而生的预应力混凝土凭借结构的特点在抗裂等方面有着巨大的优势，因而能在房屋、公路以及特殊建筑如桥梁等建设工程和施工项目中得到广泛的使用。严格说来，从我国引进开始，在对预应力混凝土的使用方面，我国的建筑工程积累了大量的经验，为日后预应力混凝土的拓宽应用领域提供了可能。在文中可以看出，通过对预应力混凝土的的概念以及其分类来介绍预应力混凝土，同时从正反两个方面的特点来对其进行相对深入的归纳和分析，从而提出预应力混凝土在建筑工程中有效的应用方案，为实际建筑工程与施工项目作出理论指导。
1. 预应力混凝土的定义及分类
1.1 预应力混凝土
对于预应力混凝土的通常理解，一般是在结构构件受外力荷载作用前，预先给混凝土施加压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力，当构件承受由外荷载产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土中的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现。
也就是在物理力学的抗性层面上增强了钢筋混凝土构件的刚度和抗裂能力。这就是我们所说的预应力混凝土。而跟普通的混凝土相比的话，由于预应力混凝土在之前已经承受了一个预先施加的力，因此成为了在受力方面升级版的普通钢筋混凝土。但是预应力混凝土也仅仅是作为提高性能而投入使用，并不能承受过多的压力，使用时不应过分依赖。
1.2 预应力混凝土的分类 ；
目前，就分类上而言，预应力混凝土通常在预加应力的施加对其横截面裂缝的影响程度方面、工程项目施工方式不同以及预加应力不同这三个方面进行种类的划分，其具体分类如下 ：
（1）按预加应力对横截面裂缝的影响分为全预应力、部分预应力以及无粘结预应力三个种类 ；（2）按施工方式不同分为预制、现浇以及叠合三个种类 ；（3）按预加应力的方法不同分为先张法和后张法两种。
2. 预应力混凝土的优点
2.1 强度高、抗裂性能强
因为在事先有了一个预应力的施加，因此预应力混凝土在正常的荷载下产生裂缝的概率大大降低或者时间延迟。从而对预应力混凝土在制作构件方面提供了充足的强度，对荷载下的风险有一定的削弱甚至消除作用。所以，预应力混凝土制作而成的建筑构件在空间上能实现更大的跨度。
2.2 节省材料、经济效益高
由于预应力混凝土具有高强度性能，因此，所制作的构件可以在应力不变的条件下，相对减小其横截面尺寸，从而减少钢筋混凝土使用量，在造价上，预应力混凝土一般能省下三成到六成的钢筋费用以及两到四成的混凝土费用，从而带来可观的经济效益。
2.3 裂缝闭合性能好
预应力混凝土作为一项建筑构件，其工作时通常处在一个弹性状态。因此，当结构上进行局部或者整体的卸载，预应力混凝土在结构性能上所具备的优越的闭合性能能有效地降低结构在形状变化上的冲击、对横截面的强度有大幅度的提升作用，进而对于建筑本身在结构和使用上的耐久性而言有了一个质的飞跃。
2.4 构件抗疲劳能力高
预应力混凝土的使用在一定程度上可以成功减少在钢筋中所受应力的循环频率，从而使它的抗疲劳能力和寿命得到不同程度的增加。而这一性能不仅有利于提高像桥梁、立交桥等主要承受动荷载的构筑物的安全系数，同时也能节省社会资源和财力等，保障人民的生命财产安全，提高幸福度。
3. 预应力混凝土应用中的注意事项
3.1 制作工艺所需专业水平高
由于预应力混凝土在结构上的相对复杂性，决定了其从设计到投入制作的工艺难度较高，而对其成品质量要求同样也较高。因此要求施工队伍拥有相对高端、专业的设计与工艺，这也限制了其广泛的运用。
3.2 制作设备成本较高
在实际制作与运用上，预应力混凝土需要相对高级的设备，如特殊的灌浆设备和为预应力混凝土专用的张拉机具等。由于此类机具设备在购入以及使用时所需的成本较高， 因此是一笔不小的费用。
3.3 不利于预应力构件少的工程
由于预应力混凝土结构开工比较耗费财力，因此适合于预应力混凝土构件的大批量生产，在构件要求较少的工程中，成本会相对增加，总体说来并不划算。
4. 预应力混凝土在实际应用方面的探讨
4.1 应用于预应力平板的结构
由于使用普通钢筋混凝土作为梁板结构时，需在其周边设置框架梁或者是次梁。这样一来过多的明梁会导致室内的空间狭小、美观度也会降低。同时也会对装修产生较大的影响。为了不限制室内装饰以及摆设的任意性，通常提倡采用预应力平板结构。而该结构具有如下的优势 ：
能有效减小在建筑工程前期所挖基坑深度，如果存在地下室，则减小相应地下深度； 对建筑物每一层的楼层高度进行空间的节约，同时也能提升楼层内部所具有的净空高度。预应力结构本身具有的高强度以及抗裂性可以对结构和实际运用功能等方面进行优化。
4.2 应用于转换层结构
目前建筑向高空延伸成为了时代走向，但通常在高层建筑的上部与下部因平面使用功能要求与结构的合理、自然布置正好相反。
而设置结构转换层能很好地解决这一矛盾所产生的问题，由于转换层特殊的受力性能要求减小转换层截面高度以及严格控制转换梁裂缝宽度，因此宜把转换层设计为预应力的结构形式。随着预应力技术发展的日渐成熟，在造价和技术上逐渐降低了门槛，这样使其在高层建筑中得到了更为经济和广泛的使用。
5. 总结
综上所述，预应力混凝土作为较成熟的预应力技术在实际建筑工程的使用方面展现了其价值，相信随着时代的进步和科学技术的不断发展， 预应力混凝土以及预应力技术还能随之不断完善和提高，更加符合人民群众对于建筑功能上的要求。实践表明，在如今的建设工程相关领域，预应力混凝土及其所具有的各大优势会散发出强大而持久的竞争力与生命力，而在此前未涉足的领域内，相信也有着极大的潜力。在不久的将来，预应力混凝土所具有的相关技术以及建筑设计方面的理念能更有效地提高社会生产力和人民群众的生活水平。
参考文献
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