刘旭

中海文旅设计研究(大连)有限公司 辽宁大连 116000

采用预应力混凝土结构设计的建筑工程项目，能够减弱抗拉应力和剪力，以提升建筑工程项目的稳定性、耐久性和刚度，具有渗透性强、抗裂性能高的优势特点，被广泛使用在高层建筑工程项目、大空间建筑工程项目和大跨度建筑工程项目中。

1 目前预应力混凝土结构设计的情况与问题

1.1 预应力混凝土的抗震结构设计

在预应力混凝土的抗震结构设计中，设计师应准确测量、科学配置预应力混凝土的加固指标，以提高预应力混凝土的抗震性能，增强混凝土结构的强度和稳定性，满足工程规划目标和国家施工规范的标准。工程实践中，采用纵向预应力组合钢筋的结构设计策略，能够大幅提升抗震效果，避免建筑工程在地震灾害中发生位置偏移，确保居民的财产与人身安全。

1.2 预应力混凝土的耐久结构设计

在预应力混凝土的耐久性结构设计中，设计师应结合工程项目具体情况，科学合理选择混凝土材料，避免使用碱性骨料和钢筋腐蚀的材料，防止对预应力混凝土结构产生破坏，提升工程项目的结构耐久性，延长建筑工程项目的使用寿命与年限。

1.3 预应力混凝土的模型结构设计

在预应力混凝土结构设计中，尽可能多地使用该模型。在这一部分中，应注意模型与实际工程比的准确性，计算施工中各环节的加固比。以确保在实际施工中，项目能够按照设计合理有序地进行，这样，施工进度就能尽量提高。同时，建筑材料必须与精确计算的质量和体积相结合，以保证结构施工的完整性和准确性。然后对模型进行测试，对其施加压力，以检测其结构的稳定性和实际效果，从而使预应力的应力能够尽可能提前被理解，并找出影响质量的原因，加以解决，避免在实际工程工作中出现类似情况[1]。

2 预应力混凝土结构设计的优化策略

2.1 预应力钢混凝土的结构设计

预应力钢混凝土具有承载能力高、刚度高、截面小、易开裂等优点。适用于大跨度、重载结构。课题组进行了10榀接近足尺的大比例预应力型钢混凝土框架的竖向静力及竖向低周反复荷载试验，对破坏模式、断裂发育和分布、刚度变化、力矩调制和地震性能等方面进行了一系列相关研究。提出了考虑次内力包括次弯矩和次轴力的预应力钢筋混凝土结构极限承载力、抗裂能力、刚度和最大裂缝宽度的计算方法。需要注意的是，国家规范中计算弯曲承载力的默认公式是钢上的法兰承受压力，可能不适用于拉压情况。在需要精确计算结果的情况下建议参考文献，但计算过程相对复杂。

2.2 体外预应力混凝土的结构设计

体外预应力结构与体内预应力结构相比具有截面小、重量轻、易更换的特点，因此广泛应用于新结构和现有结构的加固。在体外预应力结构中，应特别注意外筋的防腐措施，以避免外筋的腐蚀。体外预应力梁和非粘结预应力梁在受力原理上基本相同，因此可以用非粘结预应力梁的方法计算其弯曲承载力。然而，与非粘结预应力结构相比，体外预应力结构仍有二次效应，因此预应力筋的极限应力增量明显小于非粘结预应力结构[2]。

2.3 纤维复合材料钢筋混凝土的结构设计

在传统钢筋混凝土结构中，钢筋、预应力钢等钢的腐蚀一直存在。纤维肋材的使用彻底解决了腐蚀问题。其抗拉强度高，耐蚀性强，耐蚀性低，非常适合作为预应力使用。

3 预应力混凝土结构设计中的材料、技术应用

3.1 缓粘结筋的技术应用

缓粘结筋作为一种新技术，避免了无粘结筋与有粘结筋各自的缺点。它能在拉伸阶段和混凝土之间自由滑动，接近非粘结预应力混凝土结构，能有效降低预应力损失。在使用阶段，随着缓粘结剂的凝固，预应力钢与混凝土之间的键结得到有效实现，此时可视为有粘结预应力结构。

3.2 混合配置筋的技术应用

预应力混凝土结构具有粘结和非粘结混合构型，结合了两种结构的优点：预应力混凝土使用效率高，便于预应力混凝土的线性优化，预应力混凝土损失较小，局部压力大，结构变形恢复能力好，节点性能好，施工方便快捷，便于分批张拉，工期短。这种结构特别适用于由极限状态的正常使用控制的大跨度重载结构，也可用于转换结构[3]。弯曲极限承载力与普通预应力混凝土结构的计算方法相同，但给出了适用于预应力筋和梁中非粘结筋混合的极限应力增量计算公式。

3.3 数控预应力张拉技术应用

预应力张拉是预应力施工中的一项基本技术。目前存在着拉伸精度低、不能同步施工等缺陷。该组研制的数字智能张紧设备将信息技术与预应力张紧结构相结合。通过计算机和互联网，智能张紧装置可以准确控制预应力施工过程，提高施工精度，实现施工过程的动态监控，并提取施工的关键参数上传并保存到远程服务器上，方便重新检查。在数字智能拉伸系统的发展过程中，通过四代机的反复改进，其功能部件完善、性能稳定[4]。

4 结语

综上所述，预应力混凝土施工技术在高层建筑工程项目、大空间建筑工程项目和大跨度建筑工程项目中的普遍使用，有效提升了工程项目的稳定性、安全性和经济性，确保了建筑工程项目的质量。作为建筑工程的设计企业及其设计人员应结合具体工程情况与经济条件，优化预应力混凝土结构设计的方案，提升工程项目的防渗性能、抗震性能和耐久性能，合理选择材料与技术，为建筑工程争取利润收益，实现可持续发展的目标[5]。