分析現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理

分析現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理摘要預(yù)應(yīng)力在發(fā)展的初期，很多情況下都是應(yīng)用于粗略的靜定構(gòu)件。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在建筑工程實(shí)踐以及理論研究方面都有了很大的發(fā)展。目前，現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的性能在使用中更為優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)方面也變的更為合理。本文主要結(jié)合現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力在建筑工程中的應(yīng)用情況分析預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的原理，并期望通過合理的探討，能為工程建設(shè)中預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞預(yù)應(yīng)力；混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；預(yù)應(yīng)力筋預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有優(yōu)良的抗裂性能，承載力強(qiáng)，剛度大的特點(diǎn)，因而在建筑工程領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)帶動了建筑工程施工技術(shù)的飛速發(fā)展，為建筑物帶來了既經(jīng)濟(jì)又美觀的結(jié)構(gòu)形式，帶動了土木工程科學(xué)（領(lǐng)域）的飛速發(fā)展。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的帶動下，一座座跨江大橋建造起來，城市中高聳入云的摩天大樓平地而起，預(yù)應(yīng)力已經(jīng)應(yīng)用到了建筑工程的各行各業(yè)，為人們的生產(chǎn)生活做出了極大的貢獻(xiàn)。1預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的概述預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)是建筑工程中利用配置受力的預(yù)應(yīng)力筋，通過張拉或其他方法建立預(yù)加應(yīng)力的混凝土結(jié)構(gòu)。通過張拉預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的應(yīng)力和使用過程中荷載產(chǎn)生的反方向的應(yīng)力，這時就會出現(xiàn)抵消局部或者全部荷載出現(xiàn)的應(yīng)力，用來提升結(jié)構(gòu)使用性能的一種結(jié)構(gòu)形式。1.1現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的特征預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代的工程建設(shè)中，得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。使用它可以提升混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能；可以使構(gòu)件的截面高度得到一定程度的減少，從而減輕了自身的重量；可以使高強(qiáng)度的鋼材等建筑材料得到充分的利用；當(dāng)出現(xiàn)裂縫或者變形的狀況時，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)有著優(yōu)良的閉合功能，并可以使結(jié)構(gòu)的變形很好的恢復(fù)性能；在抗剪承載力以及抗疲勞度方面都將得到很大的提升；可以帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。不過預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)使用中具備許多的優(yōu)良特性，在工程施工中它所使用的材料價格也比較高，而且設(shè)計(jì)以及施工都比較復(fù)雜，需要很高的技術(shù)水平。1.2預(yù)應(yīng)力混凝土的分類建筑工程中，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的使用收到了優(yōu)良的效果，預(yù)應(yīng)力混凝土可以在剛度上使構(gòu)件得到明顯的提升，尤其是抗裂能力的提升，擴(kuò)大了構(gòu)件的使用范圍。根據(jù)設(shè)計(jì)過程以及施工工藝的不同，預(yù)應(yīng)力混凝土可以分為全預(yù)應(yīng)力、部分預(yù)應(yīng)力、有粘結(jié)和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力、線和環(huán)預(yù)應(yīng)力、體內(nèi)和體外預(yù)應(yīng)力以及預(yù)制、現(xiàn)澆以及組合式結(jié)構(gòu)等。2現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理2.1預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用可靠度理論和概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的方法，利用這種理論可以有效的研究部分和無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，抗震效果以及結(jié)構(gòu)的耐久性也是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要著重考慮的要點(diǎn)。2.2預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的材料性能第一，預(yù)應(yīng)力筋。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，與預(yù)應(yīng)力技術(shù)相關(guān)的器械也得到了很大的改善，反過來又帶動了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的研究以及應(yīng)用。預(yù)應(yīng)力鋼筋需要有很高的強(qiáng)度，強(qiáng)度大小主要與它的張拉控制應(yīng)力有關(guān)。預(yù)應(yīng)力筋提高強(qiáng)度的方式有冷拔或冷拉，在材料的成分中加入碳、錳等合金元素，也可以通過調(diào)制熱處理等方式來提高強(qiáng)度。預(yù)應(yīng)力筋要有良好的塑性，粘結(jié)強(qiáng)度要好，在加工方面要有優(yōu)良的性能，便于加工。預(yù)應(yīng)力筋主要包括以下幾種：高強(qiáng)鋼筋、高強(qiáng)度的鋼絲、鋼絞線以及非金屬預(yù)應(yīng)力筋。預(yù)應(yīng)力筋在力學(xué)方面有著高強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值、松弛度以及抗疲勞的特性。鋼絲標(biāo)矩一般為100mm，鋼絞線一般為600mm等等，在松弛度方面一般把1000小時出現(xiàn)的松弛情況作為一個研究的依據(jù)，通常松弛度隨著初應(yīng)力的加大而提升，溫度也是一個產(chǎn)生影響的重要因素。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在不斷的荷載作用影響下，應(yīng)力會在一定的幅度內(nèi)波動，也就是平常所說的抗疲勞能力，影響因素一般為所使用鋼材料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等。第二，混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土在使用中要具備強(qiáng)度高以及變形小的特征。高強(qiáng)度的混凝土可以減少自身的重量，充分展現(xiàn)材料的強(qiáng)度，有利于使預(yù)應(yīng)力的損失降低?；炷磷冃问湛s主要與水泥用量、骨料、減水劑和養(yǎng)護(hù)條件等有關(guān)。工程中通過混凝土的快速變硬，可以提升工程的進(jìn)度以及相關(guān)設(shè)備的利用率，并可以早點(diǎn)施放出預(yù)應(yīng)力?；炷练譃槠胀ㄐ汀⒏邚?qiáng)度型、高性能型以及輕骨料型四種類型?；炷岭S著自身強(qiáng)度的提高，脆性在破壞時的效果就越明顯，它的變形與受力和非受力應(yīng)變有關(guān)?；炷恋捏w積縮小與自身水分蒸發(fā)以及相關(guān)物理和化學(xué)變化有關(guān)。檢驗(yàn)混凝土在抗疲勞方面的效果，通常以重復(fù)荷載200萬次以上產(chǎn)生的情況來比較研究。第三，灌漿材料。在設(shè)計(jì)現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中，要提前做好制孔工具，等到混凝土初步凝固后，從中抽出制孔工具，形成孔道。澆筑混凝土之前，根據(jù)后張法的使用方式，應(yīng)該提前設(shè)置好排水孔、灌漿孔等。2.3預(yù)應(yīng)力的施工工藝預(yù)應(yīng)力技術(shù)的主要工具有：錨具、連接器、錨下支撐系統(tǒng)以及夾具等。使用先張法時，錨具可以在結(jié)構(gòu)做好之后取下來，而后張法不可以再取下。錨具分為錐形錨具、鐓頭錨具、軋絲錨具以及夾片錨具，工程施工時應(yīng)用比較普遍的是鐓頭以及夾片錨具。配置受力的預(yù)應(yīng)力筋，通過張拉或其他方法建立預(yù)加應(yīng)力的混凝土構(gòu)件，這種施工方法就是預(yù)應(yīng)力的施工工藝。按照工程中施工的時間順序，可以把施工工藝分為先張法和后張法兩種形式，后張法又可以分為有、無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力和體外預(yù)應(yīng)力。采用先張法施工工藝時，錨夾具可以再結(jié)構(gòu)做好后取下，并再次使用，有利地提高了施工的效率，而且操作比較簡單。有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力脫離了專門的臺座，在大型構(gòu)件方面有著很好的使用價值，但是這種方式的工藝比較復(fù)雜，而其施工中會耗費(fèi)許多的錨具，提高了工程的成本。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力操作過程比較簡單易行，節(jié)省了預(yù)留孔道以及灌漿的環(huán)節(jié)，傳力時對錨具有很大的依賴性，而且要高精準(zhǔn)的錨具。在建筑工程施工時，澆筑構(gòu)件時要預(yù)先埋好鋼筋轉(zhuǎn)向塊，等到混凝土的強(qiáng)度達(dá)到一定程度