预应力技术在工民建框架结构设计中的应用

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  【摘 要】时代的发展,市场的需要,人们对建筑工程项目的要求越来越高,特别是质量问题。工业与民用建筑是我国建筑行业中的基础项目,工业与民用建筑专业知识涉及的领域很广,不仅是建筑施工行业,还有建筑设计行业、建筑安装行业、建筑监理行业等。本文通过对预应力技术在工民建框架结构设计中的应用阐述,以期更好的推进预应力技术的充分应用,从而为更好的保障工民建框架结构的施工质量做出重要的努力。
  【关键词】预应力技术工民建框架结构设计应用
  一、预应力技术概述
  无论是大小建筑,都存在预受力部位。从广义的角度来论述,预应力指的是建筑工程结构还未受到外界压力时,建筑单位会针对工程预受力部位进行人工施压。这种人工施加的压力就是预应力,建筑单位借助这种力量来保障整个工程项目的质量。
  预应力技术从实际运用的角度来论述,主要是利用浇筑的混凝土模块,使项目的混凝土结构产生较强的耐压力和承载力,能承受多个角度的较大压力。从调查结果来看,我国工民建中使用预应力技术的情况是普遍存在的,而且预应力技术在工民建筑中的比重很大,是建筑项目质量的衡量指标。
  二、预应力技术分类
  随着我国经济社会的快速发展,工民建建设项目越来越多,建筑项目的质量问题也越来越受人民的关注。运用预应力技术能有效地提高工业与民用建筑质量,使建筑材料发挥高强度性能,减小整个项目自身的重量,还能很好地避免建筑裂缝的问题,提高有效负载量。也正是因为预应力技术的诸多优势,它才能在工业与民用建筑工程中快速发展。在预应力技术中,可以将其细分为几种施工方法,根据现阶段我国建筑行业使用的情况,可将预应力方法分类总结为以下两种:
  1、后张法:
  这种方法主要是先浇筑混凝土水泥,等到混凝土水泥的硬度和承载力,达到设计承载力的75%以上时,再进行张拉预应力施工,插入建筑钢材。
  2、先张法:
  顾名思义,这种方法就是先进行张拉预应力钢材施工作业,再进行混凝土水泥浇筑作业。在使用过程中,笔者发现这种方式多运用于中小型的建筑构件,在工业与民用建筑工程中使用的情况较少。
  三、预应力在工民建框架结构设计中的应用
  现以某个工民建建筑项目为例,叙述预应力在工民建框架结构设计中的应用。
  1、建筑项目介绍。这个建筑项目在某城市的中心商业区,规划建筑约为22万平方米。建筑分为三部分:五星级假日酒店、商业步行街和水游城商场,其中酒店占地约为5万平方米。
  2、建筑项目中预应力对框架结构设计的部分。
  该工程项目在结构设计上加入了许多大跨度的项目,其中主框架梁的跨度就达到20m左右,参杂了转换结构的设计理念,悬挑梁悬挑的长度约为6m。使用普通混凝土进行建筑施工,不能满足此项目框架结构的框架梁设计要求,可能会导致建筑裂缝现象的发生,严重时可能会导致整个工程建筑的倒塌。项目的负责人透露,在施工时他们综合考虑了多种影响因素,最后决定使用后张法有粘结预应力的方法来处理项目框架梁结构。
  (1)施工队选择了粘接预应力框架梁,这主要是因为此框架梁可以满足建筑法规中抗震的要求。与此同时,还能控制一些负荷面积较大的框架梁高跨度,使高跨比稳定在1/18―1/20之间,这种受力情况对整个建筑项目功能有促进作用。在这种受力设计方法中,建筑截面大小的控制指标就是“预应力度”,在笔者调查的其他项目中也是这种情况,可见这个设计理念的实用性较强。
  而上述比值可以描述为:建筑项目截面中预应力钢绞线与非预应力钢绞线的比值。根据工民建的相关要求,结合建筑项目所在城市的地理位置特点,施工队充分考虑了地震对建筑的影响。
  在施工过程中,多方面考虑了建筑截面的设计,不能单纯通过增加预应力钢绞线数量的方式来提高高粱框架结构的承载力。应当在预应力梁柱的设计过程中,既要减小截面面积又要保证非预应力筋的结构安全。
  (2)在保证了第一点的相关要求后,在预应力设计过程中,需要验算与预应力梁相关联的框架柱截面,以保证整体建筑结构的稳定性。在笔者看来,应当将预应力梁的相关参数输入到建筑模型中,利用计算机对整体结构的稳定性能、承载力、截面面积进行计算。
  这种计算方式的优点在于,可以了解建筑结构产生的次弯矩对周边结构的影响程度。在施加了预应力技术后,架梁的刚性硬度、抗弯能力以及承载力都有所提升,不过建筑材料的刚性硬度变化对周边的框架柱影响较大,在实际使用过程中应当根据建筑项目的实际情况来考虑。
  (3)结合相关施工工艺的要求,在使用预应力技术时,预应力建筑构件普遍不能一次完工,需要二次施工作业。
  带有预应力技术的构件在改建中的限制较大,所以在设计之初,就应当全方位考虑预应力构建在整个建筑项目中的比重。在笔者看来,对建筑项目中较容易出现拆卸修改的部位,尽量避免使用预应力技术。
  四、预应力筋施工时应注意的问题
  1、在预应力筋的铺放过程中,施工方应严格控制预应力筋的铺放位置。预应力筋铺放时应各自保持平行走向,严禁互相扭绞;同一方向偏差均应控制在30mm之内。在铺放之前应事先作好在模板上的放样,可有效避免施工中的误放、少放。
  2、对于预应力筋的锚固端,放置时不得突出柱外皮,避免人为地切割破坏,同时也不利于室内装修。
  3、施工过程中,应参考相关规范,并对操作人员细交底;普通钢筋绑扎时,切忌猛放、猛插,应防止将预应力筋的外皮刺破;安装梁侧模板对拉螺栓及布置板筋时,不得冲击预应力筋;普通钢筋或水电管线和预应力筋在位置上发生冲突时,应优先考虑预应力筋的铺设;焊接施工时,严禁将预应力筋作搭接线,在预应力筋附近必须采取保护措施进行焊接。
  4、普通钢筋铺放时要注意设计图上标示的上下次序,保证框架梁柱节点处预应力筋的顺利通过,避免钢筋压迫预应力筋,同时保证承压板的准确安装。
  绑扎梁的钢筋应在梁模板的上方进行,梁内拉筋应待预应力筋铺设完后再绑扎,以便预应力筋穿筋定位。梁内预应力筋穿完和定好位后,方可将梁筋沉入梁模板内,待梁筋就位好后才可绑扎板底筋。应待预应力筋和水电管线铺设完成后,才可绑扎板面筋。
  结束语
  工业与民用建筑是我国的基础建筑项目之一,工民建项目在整个建筑项目中占据的比重较大,对我国的建筑行业发展有很大影响。预应力是工业与民用建筑施工质量的决定性指标,再加上这种施工技术的涉及面很广泛,不仅是建筑行业,对建筑设计行业、建筑安装行业、建筑监理行业的影响也很大。所以笔者认为,预应力技术是我国建筑项目质量的衡量标准。为了严格控制建筑施工质量,可以结合相关法律法规,还可以从预应力施工技术方面着手。
  张拉力和建筑材料都是影响施工作业质量的影响因素。本文以笔者调查的某个工民建项目为例,详细叙述了预应力的作用效果,工业与民用建筑框架结构设计中预应力技术的应用部分,希望能对工业与民用建筑建设有所帮助。
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