满足工业化生产的预应力混凝土框架结构

点赞:6804 浏览:22698 近期更新时间:2024-01-17 作者:网友分享原创网站原创

摘 要:预应力混凝土结构由于施工便捷,常被应用于桥梁、厂房、砖混住宅等,预应力混凝土在工程中常以预应力梁和预应力板的形式出现.文章主要研究由预应力梁、预应力板和成品柱组合成的预应力框架结构,分析预应力框架结构工业化生产的的可行性和优缺点,使得预应力框架结构得到进一步的发展和应用.

关 键 词:预应力梁;预应力板;成品柱;预应力框架结构;工业化生产

中图分类号:TU756文献标识码:A文章编号:1009-2374(2013)09-0087-02

回顾我国50年来预应力混凝土的成就,其共分:我国预应力混凝土的开拓;低强预应力混凝土的应用;高效预应力混凝土的应用;先张、后张预加应力工艺;预应力混凝土的普及和进一步的推广;研究与发展六个部分.普通钢筋混凝土结构的梁板一般处于受弯状态,通常钢筋还没有承受很大弯拉应力,混凝土受弯区已经出现裂缝,甚至可能使钢筋暴露进而锈蚀,而预应力结构,通过控制预应力的大小,可以保证预应力梁板在承受设计弯曲荷载时,混凝土受弯区基本不产生拉应力,不出现裂缝,鉴于预应力混凝土有如此优越的特性,本文研究将批量生产的柱、梁和板同时用于工程,形成预应力框架结构.预应力混凝土结构不断在发展,但是市场依然很小,在工程中没有得到充分的应用,在1985年姚崇德《钢筋混凝土结构抗震设计(六)――预应力和部分预应力框架》中就提到预应力框架结构,截止目前预应力框架应用于施工和生产的比例太小,为了提高效率,节约成本,本文进一步介绍预应力框架结构在建筑工程中的可行性和优缺点.

1预应力框架结构的优缺点

1.1预应力框架结构的优点

预应力框架结构相比现浇混凝土框架结构有如下

优点:

1.1.1节省材料造价,框架结构工程中材料占的比例最大,而钢筋和混凝土在材料中占的比例最大,如果工业化生产梁、柱和板,可以大大减少材料造价.

1.1.2节省人工造价,如果机械化生产梁、柱和板,可以省去模板的支设、钢筋的绑扎,与此同时也就省去了模板工和钢筋工,然而对于目前,人工不断在上涨,很多地方出现人工荒,而这种结构正好可以减少人工作业,减少人工造价.

1.1.3缩短工期,由于梁、柱和板都是成品,类似于钢结构的施工,现场主要负责组装,这就节省了钢筋绑扎时间、模板支设时间、混凝土浇筑时间、混凝土养护时间等,因此会大大缩短工期.

1.1.4提高工程质量,在框架结构中,混凝土强度特别重要,现浇框架结构由于施工中的不到位可能导致混凝土强度不符合要求,然而预应力框架结构,梁、柱和板在出厂和进场的时候都会检查,符合强度要求的可以使用,这样就可以提高工程质量.

1.2预应力框架结构的缺点

相比现浇混凝土框架结构,预应力框架结构有如下

不足:

1.2.1整体性较差,由于预应力框架结构是现场组装的,梁、柱和板不是同时成型的,因此整体性较差.

1.2.2抗震性较差,梁柱节点连接和梁板连接处,组装时才进行浇筑,这样抗震性能相对薄弱.

1.2.3相对于现浇框架结构,预应力框架结构高度较低.由于抗震性和整体性较差,预应力框架结构高度将会受限.

2预应力框架结构中存在的问题

2.1预应力框架结构梁柱连接问题

本设计要求预应力梁为后张梁,成品柱的长度要满足现浇框架柱钢筋连接区和非连接区的要求,成品柱和预应力梁如何连接是问题之一.本文提出在梁中和柱的节点部分预留孔道,通过穿过孔道的后张预应力筋将梁和柱连接在一起形成框架后,再进行孔道灌浆,在进行孔道灌浆前,要进行梁柱节点处混凝土的浇筑,确保满足节点的抗震要求(如图1和图2),柱与梁连接的效果直接影响整个工程的质量.此外,本文提出成品柱长度等于层高一半-梁高,此处剪力较小.

2.2预应力框架结构梁板连接问题

预应力板在加工时,以1m为单位,进行制造加工,预应力板为先张的板,端部钢筋和钢绞线预留,待梁左右板钢筋处理后,进行混凝土的浇筑(如图3).在板与板的连接处,在板的上部有预留垂直于板的构造的钢筋,这些钢筋首先必须满足结构整体和抗震性能要求,其次可以调节板在平面中的铺设宽度,当板与板处钢筋连接无误后,进行板与板缝处混凝土的浇筑(如图3).

2.3预应力框架结构的抗震问题

在一定的条件下,用抗震性能较差的材料也能设计出抗震能力较好的结构来.反之,即使采用抗震性能好的材料,如果结构的耗能机制选择及设计不合理,也会使得整体结构的抗震能力较差.本文从梁柱连接、梁板连接处进行主要抗震设计,使其可以提高结构的抗震性能.此外在进行工业化生产梁、板、柱时,选择材料性能相对好的材料进行加工.


3预应力框架结构的可行性

3.1预应力框架结构技术上的可行性

在50年前,我国就已经进行预应力结构的施工,因此预应力框架结构在技术方面有一定的基础,并且改革开放后,框架结构在我国不断地发展,在技术方面也具有一定的基础.20世纪80年代,我国就开始研究预应力框架结构,但是没有达到工业化生产,大多都是现场的预应力框架结构施工,相对工业化程度较低.本文在预应力框架结构中存在的问题中已经分析了该结构梁、板、柱的处理意见,并且也满足建筑结构设计和构造的要求.

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3.2预应力框架结构经济上的可行性

在预应力框架结构的优点中,我们已经分析了预应力框架结构施工比较经济,可以节省造价,因此,在结构整体性和抗震性满足要求的情况下,可以考虑预应力框架结构的应用.

3.3预应力框架结构工业化生产的可行性

预应力技术对建筑工程最大的贡献是建造大跨度梁、板结构和抗拉结构提供了一种切实可行、经济合理的结构新材料,同时也为解决设计、施工中的疑难开辟了一条非常规技术能比的新途径.预应力结构,在工程中应用有一定的广泛性,特别在桥梁结构中,更为突出.具体的一些施工方法,已经比较成熟,在砖混结构中的装配式楼板和装配整体式楼板中也应用比较成熟,因此可以满足预应力框架结构的施工.鉴于技术和经济上的可行性,可以将预应力框架中的梁、板、柱成批量成产,以满足工业化生产的需求,这样可以在更大程度上节约成本,缩短施工工期.

4结语

本文在前辈的理论基础上,提出新形势下满足工业化生产的预应力框架结构,这种结构在现场施工和工程造价上都有一定的优越性.本文侧重这种结构的优缺点和可行性,并分析了梁、板、柱的处理方法,为这种结构的工业化生产提出一点意见,希望能够将这种结构更加广泛地应用于工程中,进一步加快我国建筑市场的工业化发展.

作者简介:李艳来(1978―),男,河北唐山人,北京天润建设有限公司乌海项目部项目经理,高级工程师,研究方向:建筑施工;刘征(1970―),男,山东烟台人,烟台港集团有限公司规划建设处工程质量监督科副科长,高级工程师,研究方向:建筑施工.

(责任编辑:秦逊玉)