土木工程預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展

【摘 要】隨著科技技術(shù)力量的不斷創(chuàng)新，預(yù)應(yīng)力技術(shù)被運用在土木工程的建設(shè)行列，這一舉動無疑會帶動其他技術(shù)的全面發(fā)展，例如預(yù)應(yīng)力混凝土材料及其技術(shù)的發(fā)展則是其最好的證明?，F(xiàn)如今，預(yù)應(yīng)力混凝土憑借著結(jié)構(gòu)使用性能好、剛度大、不開裂、耐久性好以及經(jīng)濟等優(yōu)點一躍成為土木工程中的主要結(jié)構(gòu)材料之一。

【關(guān)鍵詞】土木工程 預(yù)應(yīng)力技術(shù) 發(fā)展

一、新時期土木工程活動的發(fā)展概況

隨著我國政策的改善，對外貿(mào)易事業(yè)的到空前的發(fā)展，很多地區(qū)吸引了無數(shù)的外商參與投資活動，因此建立了許多的高樓大廈，廠房公司作為交易和工作的場地。盡管有些享譽著歷史文明古城的城市做出規(guī)定，為保留歷史時代的特色，還給市民一個清幽的居住環(huán)境，不允許在城市中心區(qū)繼續(xù)興建高樓大廈。但是，從，另外一個角度去想，隨著人口的大幅度增長，人均住房面積的減少給越來越多的人民帶來壓力。因此，市區(qū)興建高樓大廈，與天爭地之舉勢在必行。并且隨著科技的進步，高樓的質(zhì)量和風(fēng)格將會有所創(chuàng)新。譬如抗震性能的增強、使用壽命的增加等，這都是科技的成果。在巨型建筑中，采用型鋼的鋼結(jié)構(gòu)以及鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)等新型高層建筑結(jié)構(gòu)體系將會出現(xiàn)。新時代所出的建筑，全是鋼筋混凝土的構(gòu)造，但是鋼的結(jié)構(gòu)，包括型鋼混凝土和鋼管混凝土等新型組合結(jié)構(gòu)在高層建筑中的應(yīng)用將獲得推廣。

二、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容

（一）承載力極限狀態(tài)設(shè)計

對于承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計，應(yīng)嚴(yán)格按照荷載效應(yīng)的基本組合和偶然組合進行規(guī)劃處理，并考慮到結(jié)構(gòu)在意外破壞的同時還仍具有一定的延展性，只有這樣的完美設(shè)計才能確保在意外發(fā)生時，不會因為結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞給事態(tài)造成更嚴(yán)重的局面。

（二）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計

對于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)嚴(yán)格按照荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合頻遇組合和準(zhǔn)永久組合進行規(guī)劃設(shè)計，確保房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形和裂縫的程度不會超出事前計算所預(yù)定的值。

（三）施工階段的驗算

對于施工階段的驗算，就是現(xiàn)有的施工水平的支撐下，保證工程的安全指數(shù)，一切數(shù)據(jù)盡在預(yù)料之中。另外，還必須要求結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)力不能大于所能承受的值。一般而言，施工階段最需要考慮到的是預(yù)應(yīng)力筋的拉應(yīng)力和截面混凝土的最大拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，這有確保這些數(shù)據(jù)都是科學(xué)合理，才能確保工程的質(zhì)量，使得安全系數(shù)大大提升。

三、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計步驟

（一）進行結(jié)構(gòu)布置，選取恰當(dāng)?shù)牧W(xué)模型。

（二）根據(jù)工程的具體情況，選擇合適的高跨比，初步選定構(gòu)件的截面尺寸，并進行內(nèi)力與組合效應(yīng)的計算。

（三）主要根據(jù)桿件的彎矩分布圖形確定預(yù)應(yīng)力筋的索形，并按經(jīng)驗用預(yù)應(yīng)力度法或平衡荷載法初步估算出所需要的預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)。

（四）進行預(yù)應(yīng)力損失和次應(yīng)力的計算，驗算預(yù)應(yīng)力和撓度控制限值以及正常使用階段的結(jié)構(gòu)性能。

（五）按計算的各項控制結(jié)果，選擇需要變動的參數(shù)進行修改，再重新計算。

（六）根據(jù)選定的預(yù)應(yīng)力筋方案計算預(yù)應(yīng)力筋的極限應(yīng)力，按承載能力要求補充普通鋼筋用量，按預(yù)應(yīng)力筋的實際方案及普通鋼筋的實際配筋直徑與根數(shù)，計算允許開裂的控制截面的裂縫寬度及構(gòu)件的撓度。

四、新時期預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟的發(fā)展及國際化進程的加快，各省、市、自治區(qū)的國際展覽中心等大跨度現(xiàn)代建筑將會大力興建。因此，滿足透明等現(xiàn)代要求的第三代玻璃幕墻結(jié)構(gòu)將有較大的發(fā)展和應(yīng)用。住宅建設(shè)將朝大開間結(jié)構(gòu)及節(jié)能、節(jié)材、改善生態(tài)環(huán)境的綠色建筑的方向發(fā)展。運用電子信息科技，加快建筑智能化。同時，既有建筑物的加固、改造任務(wù)將不斷增加。采用碳纖維作結(jié)構(gòu)加同材料的技術(shù)將被大力推廣應(yīng)用。上述建筑工程中有多種結(jié)構(gòu)將應(yīng)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)。改革開放以來，公路建設(shè)盡管有了迅速的發(fā)展，但與發(fā)達國家相比，還有很大差距，尤其人均公路里程是最落后的，比巴西、印度都少。這意昧著今后我國公路建設(shè)的任務(wù)還相當(dāng)繁重。

五、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展展望

預(yù)應(yīng)力技術(shù)將進一步發(fā)揮作用，并推動土木工程科技的創(chuàng)新和發(fā)展在建筑工程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)是建造大跨度公共建筑、大型會議展覽中心及大開間住宅的重要技術(shù)，也是高層、超高層建筑和承受特重荷載的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。一句話，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在解決大、高、重、新建筑工程的設(shè)計和建造難題中將繼續(xù)發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢。并且它也是調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力和減少、甚至取消大面積工程伸縮縫，防止開裂的重要手段。此外，預(yù)應(yīng)力技術(shù)還將推動建筑結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。在公路工程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)對解決路面混凝土開裂和減少伸縮縫，提高使用壽命具有良好的應(yīng)用在橋梁和隧道工程中，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用更為廣闊。預(yù)應(yīng)力技術(shù)在海洋采油平臺、海洋儲罐，海上運輸船以及海上防波堤、跨海大橋等海洋工程中將發(fā)揮更高的效能。此外，預(yù)應(yīng)力技術(shù)也將在水利工程或其他工程如舊建筑的加固改造、加層和拆除中獲得更多的應(yīng)用?？傊?，預(yù)應(yīng)力技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用極為廣泛，并且還將進一步擴大。預(yù)應(yīng)力混凝土材料及技術(shù)本身也將有所創(chuàng)新和進一步的發(fā)展土木工程建設(shè)的發(fā)展，必將推動新材料、新技術(shù)、新理論及新設(shè)計方法不斷涌現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力混凝土仍是土木工程中最為重要的結(jié)構(gòu)材料?；炷翆⒗^續(xù)朝高強、高性能方向發(fā)展。各國都在開展這方面研究。

預(yù)應(yīng)力鋼材，也將有多方面的新發(fā)展。如高噸位索的需要將促使大直徑、大截面鋼絞線的研制、生產(chǎn)；超過級的高強鋼絞線也可能推出；鍍鋅、環(huán)氧涂層鋼絞線將被采用；不銹鋼絞線的應(yīng)用將有大的增長。耐久、輕質(zhì)、更高強的高性能纖維加強塑料筋將較多地獲得應(yīng)用。近年來，我國開始使用碳纖維加勁塑料玻璃纖維加勁塑料、芳綸纖維加勁塑料。這時，就不再單指鋼筋混凝土，它可以是碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維加勁塑料混凝土。預(yù)制預(yù)應(yīng)力昆凝土和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋將分別獲得發(fā)展和廣泛的采用。新型無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋將得到開發(fā)和應(yīng)用。

在我國房屋建筑和橋梁中體外預(yù)應(yīng)力配筋將獲得較多應(yīng)用。上面講的建筑工程中的大跨度建筑、大面積結(jié)構(gòu)工程、巨型結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)、懸掛建筑、大開間住宅和預(yù)制預(yù)應(yīng)力建筑以及各型鐵道和公路、橋梁、水利工程、鐵道工程、特種結(jié)構(gòu)工程等等，還有結(jié)構(gòu)加固、改造與拆除，都有賴于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的進步和設(shè)備的發(fā)展。因此，期望預(yù)應(yīng)力材料技術(shù)與設(shè)備有更大的創(chuàng)新和發(fā)展。

結(jié)束語

總之，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)是解決大跨度、重荷載等類建筑結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)。隨著我國城市化進程的加快，居住建筑、大跨度公共建筑工業(yè)建筑的大量興建，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)將會有飛速的發(fā)展和變化。

參考文獻：

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