论大跨度预应力混凝土结构设计要点

宋立

摘要：近年来，我国的经济飞速迅猛的发展，建筑结构的形式也在不断地进行着改革，建筑项目中应用了很多更加符合要求的、新型的工程设计以及更加先进的建造技术，其中，大跨度预应力混凝土结构在建筑的建设过程中扮演着越来越重要的角色。这种结构在民用建筑中应用较广泛，例如体育馆、展览馆、影剧院、大会堂等大型的公共建筑，在工业建筑中大型的仓库、厂房也会用到此结构，但是相对来说应用较小。大跨度预应力混凝土结构，使建筑设计的发展工作得到了更加广阔的空间。当我们进行大跨度预应力混凝土结构的设计时，一定要结合工程的实际，紧抓要点，力求设计出更加符合工程要求的混凝土结构。本文着重探讨了该结构的设计要点，并结合实例进行分析，以期对该结构的应用与发展提供助力。

关键词：大跨度；混凝土结构；设计要点

引言

随着大跨度预应力混凝土结构的广泛应用，其形式也越来越多样化，发展至今，主要的结构形式有网架结构、网壳结构以及有膜结构等。由于其具有跨度大的特点，所以通常采用预应力结构或者是混凝土与钢混合的混合结构，以保证其坚固、稳定。近些年来，这种结构也因其所具有的众多优点，而越来越受到设计人员的青睐，从而得到了更好地发展。

1预应力筋的合理布置

在我国，目前常用的预应力钢筋有热处理钢筋、消除应力钢丝以及钢绞线三种。钢筋如何布置是大跨度预应力混凝土结构的设计重点，也是难点。预应力钢筋的合理布置是大跨度预应力混凝土结构设计的重要组成部分之一，如下图所示，一般情况下支座与跨中的正负弯矩以抛物线的形式互相交替出现，因此钢筋的布置也应按照交替的规律进行布置设计。在设计一些无梁大板结构时，通常情况下在框架之间柱上板带的跨中部分属于其正弯矩区域，所以预应力钢筋若是在此处弯起，则负弯矩的将汇聚中的在柱附近区域集中，这种布置形式十分不利于板材的受力。正确的布置形式应是预应力钢筋在跨中区域没有弯起，而在柱附近的负弯矩区域部分弯起。在对这种情况进行设计时，相关的人员一定要在图纸中进行重点的说明，放置在施工的过程中钢筋布筋曲线出现错误。此外，在设计的过程中，四段抛物线的形式不适合边跨板中预应力钢筋的布筋，这种方式会使得边跨附近的压力过大，进而使边跨梁附近的板的抗裂性能无法满足建筑的要求。实际的设计过程中我们应根据其受力特点采用二段抛物线或三段抛物线的形式进行布置。

2抗震性能的设计

无论什么建筑，都应该具有一定的抗震性能，这个问题在全国乃至全世界都是一个重点的问题。但跨度预应力混凝土结构大多应用于大型的公共建筑之中，这些公共建筑建成之后，人员都相对密集，若是其抗震等级不达标的话，一旦发生地震等一系列自然灾害，将会造成重大的人员伤亡与财产损失，因此，在对其进行设计时，抗震性的设计师重中之重。在进行具体的设计中，可以通过利用竖向的预应力加固其结构来达到抗震目的，这种形式的结构可以邮箱的对水平荷载进行抵御，有利于在震后的恢复。此外，在震区的建筑应对结构的延性提出更高的要求，一般措施是用小配筋率对其钢筋进行限制，避免出现裂纹等。一般在进行抗震环节的设计时，要先详细分析其结构件，在此基础之上计算其竖向、横向的作用力的结构件内力、跨中截面以及支座的应次力，计算完毕后根据其结果进行非预应力钢筋布筋，并进行预应力钢筋的配置计算，很据核算结果不上非预应力筋的设计，一切完毕后还应进行反复的核查，及时发现并改正其中所出现的问题。

3防火设计

防火设计是人们常常容易忽视的问题，因为在通常的认知中，钢筋以及混凝土都不是易燃的材料，实际上却是如此。但是钢筋混凝土虽然不易燃，但是其防火隔热性都极差，一旦温度达到其临界点，预应力钢筋的屈服点将会迅速下降，加快蠕变，预应力板的刚度、强度都会下降致使板的挠度加剧变化，出现裂纹。当遇到相关构建的耐火极限没有达到国家的防火规范的要求时，就要及时进行处理，以免发生安全事故。一般采用的方法有加厚其保护层和用防火隔热涂料进行处理两种方法。多次试验表明，预应力空心楼板的总荷载不变时，楼板的保护层越厚，其耐火极限越高。而在预应力混凝土板上涂防火隔热涂料则可以有效的增加其耐火极限，防止其形变、发生危险。因而，在设计大跨度预应力混凝土结构是，相关人员应特别注意其结构是否符合国家说设计的防火相关规定与规范。

4连续构件设计

通过大量的工程实践表明，单跨预应力梁截面不断延伸形成连续的结构效果，从而将其设计成为连续结构，可以在超過负载的情况下加强内力重分布能力，提高受弯承载力，与普通的单跨梁相比具有更多的优点。

5结束语

大跨度预应力混凝土结构，给建筑的施工与设计提供了强大的技术支持。预应力混凝土结构将钢筋以及高强度的混凝土各项性能都发挥到了极为优秀的状态，由于截面小，所以其弯矩、自重也都会随之变小、降低，也大大的增强了其跨越能力，既节约了原材料，又能使施工的质量得到保证，因此在现代的许多大型的建筑中都得到了广泛应用。但是，优点越多，其相关的技术难度就越大，必须要有高专业素质的施工团队才能使建筑达到最终的要求。所以，施工单位要对施工过程进行严格的监督，确保其按照各项的操作规范及技术指标进行施工，同时在实践中不断的改进自身的技术，加强对于工程施工的管理，提高建筑的安全性与施工质量，在建筑建设的更多发面发挥出自己独特的优势。

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现代物业杂志社

2019-08-16