預應力混凝土技術的發展與應用
關鍵詞:預應力混凝土技術; 發展; 應用
1. 引言
建筑業是我國國民經濟重要支柱產業之一,旺盛的建筑需求、日新月異的生產工藝變革以及人們對物質文化生活需求的迅速提高,給建筑業帶來了巨大的機遇,同時也使其面臨新的挑戰。普通混凝土結構由于跨度小,柱網密,往往無法滿足多種功能的需要,造成建筑投入使用后往往受到許多的限制。近代建筑結構正向大柱網、大開間、大跨度、多功能方向發展。人們總想在有限制的建筑面積和空間內獲得最好的使用功能和最佳的投資回報。預應力混凝土正以其跨度大、自重輕、節約建筑材料、節省建筑層高、改善建筑與結構功能等突出的優點,迎合了近代建筑結構的發展趨勢,該技術在我國的快速發展和應用,解決了工程中的許多難題,其綜合經濟效益和社會效益顯著。所以推廣普及應用混凝土技術成了當務之急。
2. 我國預應力混凝土技術發展現狀
預應力混凝土技術經過半個世紀的發展,目前在世界范圍內已成為土木工程建筑中一種十分重要的結構材料,其應用范圍也日益擴大,它已經由以往的單層、多層房屋、公路、鐵路橋梁、軌枕、電桿、壓力水管、儲罐、水塔等的應用擴大到高層建筑、地下建筑、高聳結構、水木結構、海洋結構、機場跑道、核電站壓力容器及大噸位船舶等方面,且已越來越被廣大工程技術人員所接受。經過數十年的發展,我國預應力技術取得了巨大的進步,主要體現在:
2.1 原材料性能較好
預應力鋼材由過去強度低、品種雜、質量不穩定、供不應求的現象轉變成強度逐漸提高、品種規格齊全、質量優異的高效預應力鋼筋,滿足了設計、施工等技術要求。
2.2 關鍵技術水平提高
大噸位張拉用千斤頂和錨、夾具的研制成功及使用,較好地解決了預應力施工工藝中的關鍵技術,保證了預應力技術的應用和發展。
2.3 規范規程已基本配套
《混凝土結構設計規范》、《無粒結預應力混凝土結構技術規程》、《預應力鋼筋錨具、夾具和連接器》等國家產品標準和應用技術規程,及《無粘結預應力鋼筋專用防腐潤滑脂》、《預應力用液壓力千斤頂》等一批國家及地方技術規程和產品標準也已基本配套到位。滿足了工程需要,使預應力各項技術有章可循。
2.4 建造了具有國際先進水平的預應力混凝土結構
應用預應力混凝土技術,我國已建設了一批有國際先進水平的預應力混凝土工程。如:柱網尺寸最大的南京國際展覽中心工程(柱網尺寸25m×27m);層數最多的廣東國際大廈主樓(63層);最高的青島中銀大廈(241m),這說明我國的預應力混凝土技術已達到了一個相當高的水平。
3. 我國預應力技術尚存的不足
雖然近年來,預應力混凝土技術在我國得到了較快的發展和應用,但與國際先進水平相比,仍存在著一定的差距,主要表現在以下方面:
3.1 總體設計水平偏低
就全國范圍來看,多數設計單位和設計人員尚未掌握預應力混凝土結構設計特點,預應力設計人員匱乏,設計理論尚待完善。
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3.2 結構形式單一,造價偏高
我國現有的預應力房屋建筑結構形式大都 沿用了傳統的普通鋼筋混凝土結構形式,設計中未充分考慮預應力混凝土的特點,沒有在柱網及結構布局上作相應的調整變化,使得建筑結構形式比較單一,建筑外觀單調,用鋼量大,造價偏高。
3.3 施工工藝水平有待提高
預應力混凝土施工中涉及到大量的專用設備及專門工藝,目前工程中適用性差。
3.4 產業化程度低
由于我國沒有針對預應力較為完善的質量標準,而地方行業標準又有著較大的差異,使得預應力混凝土構件生產的工廠化、產業化水平較低,從而造成預應力混凝土構件生產規模小,施工專業化程度低。
4. 預應力技術的工程應用
4.1 高層結構中預應力混凝土的應用
近年來,預應力混凝土在高層建筑結構中的應用有很大的發展,并且取得了較好的經濟效益,主要主要體現在:無粘結預應力混凝土平板和預應力扁梁用于高層建筑的樓蓋中,具有降低層高,節約鋼材,簡化模板,加快施工等顯著的效果;預應力混凝土飾面保溫復合墻板應用,在滿足建筑外墻裝飾的多樣性、耐久性的同時,又在保溫節能、工業化生產、快速施工等方面發揮了巨大的優勢;預制預應力構件和現澆相結合的裝配整體式高層建筑結構越來越多;隨著預應力施工技術及耐久性技術的完善,一些更適合應用預應力混凝土的新結構體將得到極大的發展。如懸掛式建筑的出現。
4.2 裝配整體式結構中預應力技術的應用
由于預制構件具有工廠化規模生產的諸多優點,如質量控制水平高、耐久性好、模板周轉率高、損耗小等,從而使其具有較好的技術、經濟指標。因而,預制預應力構件和現澆相結合的裝配整體式結構在現代建筑中的應用比重也越來越大,表現為大跨度的空心樓板、工業建筑中的屋架、吊車梁、屋面板、多層及高層建筑中的長跨預應力空心板、T型板、大型預應力墻板以及預制梁板現澆或預制梁、板、柱與現澆節點相結合的各種裝配整體式建筑結構等。
5. 結束語
目前,我國預應力混凝土應用技術水平還很低,應廣泛地吸收國外的先進經驗,盡快完善和提高設計人員、施工人員理論,壯大其隊伍,且大力發展大型的專業預應力工程公司,促進其產業化生產,增大集團競爭能力,適應市場的國際化趨向。
參考文獻:
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