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篇1：预应力混凝土结构的研究论文
摘要对预应力混凝土结构火灾的研究现状进行了综述与分析，探讨了预应力混凝土结构火灾研究中存在的主要问题。建议进一步研究应从预应力材料的高温蠕变性能入手，采用非线性有限元进行整体结构分析，逐步建立结构火灾的可靠度方法，并指出结构火灾的计算机仿真分析是一种重要的试验方法。
关键词预应力混凝土火灾可靠度仿真分析
据公安部消防局统计，全国共发生火灾235941起，死亡2496人，伤残2506人，直接财产损失13.6亿元。近年来，预应力混凝土结构已由早期的简单构件发展为现今复杂的空间整体受力结构，以其大跨度、大空间、良好的结构整体性能以及有竞争力的综合经济效益，正逐步成为现代建筑结构形式的发展趋势，由于预应力混凝土结构的抗火性能劣于普通钢筋混凝土结构，因此开展预应力混凝土结构的火灾反应和抗火性能研究是非常有意义的。
篇2：预应力混凝土结构的研究论文
国外学者对结构抗火性能的研究开展较早，始于20个世纪初，并成立了许多抗火研究组织，比较有名的有美国建筑火灾研究实验室、美国消防协会、美国的波特兰水泥协会、美国预应力混凝土协会、英国的BRE(BuildingResearchEstablishment)。这些组织对建筑结构的抗火性能进行了系统的研究，主要体现在对建筑材料高温下的力学性能；结构、构件火灾下的升温过程及温度场的确定；火灾条件下结构和构件的极限承载能力及耐火性能方面的研究，并编订了相应的建筑规范及行业规则。
国外预应力混凝土构件抗火性能的研究稍晚于钢筋混凝土结构，主要工作始于20世纪70年代初期。尽管早期Ashton等人的试验研究认为预应力混凝土在火的作用下存在许多问题，但其后一些学者的试验和研究表明预应力混凝土构件在火的作用下仍具有较好的工作性能。
有关文献介绍了美国进行的18个后张预应力混凝土板和梁的耐火试验。在这些试验构件中，预应力筋分为有粘结和无粘结两种。在耐火试验中，实测了时间与预应力筋温度关系，典型的时间-温度曲线如图1所示。在图中还可以看出不同保护层厚度与耐火时间的关系。
Gustaferro等人在预应力混凝土抗火方面做了不少试验研究，他们对有粘结预应力混凝土梁、预应力混凝土简支板、预应力混凝土连续梁、板等结构或构件在不同情况下的抗火性能进行了试验研究，并对预应力混凝土结构的抗火性能提出了合理的计算方法。他们通过对后张预应力混凝土梁和板的抗火试验，得出在1，2，3，4小时的抗火等级下的保护层厚度和构件最小尺寸的建议值。Ashton等人与Gustaferro同期也进行了一系列相应的预应力梁抗火试验研究，包括不同比例试件的耐火极限试验的对比，试验结果表明预应力混凝土能满足结构的不同耐火等级，其耐火性能主要取决于其预应力筋在火灾中所达到的温度，因此预应力筋的保护层厚度和梁的截面形式对预应力混凝土结构的耐火性能具有明显的影响，结构在火灾下的承载力随混凝土的保护层厚度增加和荷载减少而提高，并且轻骨料预应力混凝土板的抗火性能好于普通预应力混凝土板。Joseph等进行了后张无粘结预应力混凝土板的试验研究，试验着重研究了预应力钢筋保护层厚度对构件抗火性能的影响同时研究了荷载和端部约束情况的影响、辅助钢筋的作用等问题。Abrams等人对不同骨料和喷有隔离层的预应力混凝土构件的抗火性能进行了试验研究，Krishnamoorthy等人通过徐变和温度对预应力混凝土框架性能的试验研究得出了试验结果，其中包括不均匀温度对结构变形性能的影响及内应力和弯矩随时间的变化。
国外根据预应力混凝土梁、板等方面的试验研究结果，已对预应力混凝土在火灾作用下的承载力及极限耐火时间有了较全面的了解。他们认为温度是影响预应力混凝土结构蠕变性能的主要因素，要建立合理的分析方法必须考虑混凝土温度蠕变特性，弹性理论已不适用，蠕变率的分析方法被认为是预测整个加载阶段结构特性较满意的方法。他们的试验研究为预应力混凝土抗火设计提供了直接依据。
国内抗火研究组织从20世纪80年代后期起着手进行钢筋混凝土结构的抗火性能研究，但国内关于预应力混凝土抗火方面的试验研究尚处于起步阶段，缺乏足够的试验数据。国内规范中涉及预应力混凝土的抗火内容主要是参考国外经验确定的，如《无粘结预应力混凝土结构技术规程》防火部分第三章第3.2.1条规定用保护层厚度来满足不同耐火等级要求，它对不同耐火极限下无粘结预应力混凝土保护层厚度的确定，主要取自美国《后张预应力混凝土手册》。同济大学对5榀相同尺寸的单层无粘结预应力混凝土框架、3榀有粘结预应力框架和预应力钢丝进行了火灾试验，得出了一些有用的结论，主要有以下几个方面：①在高温作用下，预应力钢丝的强度、弹性模量、延伸率均表现出与常温下不同的性能。强度和弹性模量随温度升高而下降，延伸率则随温度的升高而增大；②对于预应力混凝土结构，火灾升温速率和温度越高，其抗火性能越差；在同一升温条件下，预应力混凝土结构承受的荷载越大，其抗火性能越不利；③对于预应力框架结构，与普通混凝土结构框架试验结果不同，荷载大小对抗火性能的影响可能要比温度的影响明显。预应力度大的结构受温度影响大，抗火性能差。预应力筋的有效应力大的结构，其抗火性能比有效应力小的结构差。无粘结预应力混凝土结构的抗火性能比有粘结预应力混凝土结构的抗火性能差。火灾后预应力混凝土结构的刚度明显减小，但仍存在一定的承载力，并反映出较好的恢复性能。
2存在的问题
尽管国内在钢筋混凝土结构抗火方面的研究工作已经取得长足进步，但在预应力混凝土结构火灾性能方面的研究才刚刚起步。诚然，预应力混凝土结构的抗火性能与一般钢筋混凝土结构在许多方面有相似性，但由于预应力混凝土结构自身的特性，这方面的研究还存在着许多问题，主要表现为以下方面：一是到目前为止各国学者所进行的试验及研究，基本上是以预应力混凝土简支构件在标准火灾下极限耐火时间为研究对象，主要考虑了截面内部温度分布及升温对预应力钢筋强度的`影响等因素；二是以往试验主要研究预应力混凝土构件的耐火性能，由于结构的相互作用，因此受火构件的热变形将对其他构件产生影响，并存在较大的内力重分布，目前尚无专门研究，一般的解决办法是直接引用普通钢筋混凝土连续梁等火灾的有关结果，而这些结果是否能直接使用于预应力混凝土结构尚缺乏试验验证；三是以往的分析方法仅以热传导作为判断依据，无法对结构响应和损伤如位移、开裂、屈服等进行有效的判断，特别是材料的高温蠕变对结构火灾响应的显著影响缺少一定的研究；四是与普通混凝土相比，预应力混凝土具有许多特殊性，而以往的试验研究较少涉及。
3今后应开展的工作
(1)预应力材料高温性能研究。采用高强预应力钢丝和钢绞线是目前高效预应力混凝土的一个主要特征，因此预应力钢丝和钢绞线在高温下的蠕变性能是预应力混凝土结构抗火性能研究的基本内容。必须要通过材料试验研究高强钢丝和钢绞线在高温下的强度、变形、弹性模量的变化规律，特别是钢丝和钢绞线的高温蠕变性能对预应力混凝土结构的有效预应力的影响。此外要重视材料高温(火灾)性能数据库的建立。由于混凝土和钢材本身化学成分的差异，在温度影响下材料热工、力学性能有较大的离散性，如何对目前国内外进行的高温材料试验结果进行总结，并建立可供计算机程序调用的材料高温(火灾)性能数据库是火灾材料研究的一个重点。
(2)高温下预应力整体结构的非线性有限元分析。拟用传热学的基本原理，得到差分-有限元瞬态非线性温度场计算基本方程和各类常用边界条件，由此计算预应力混凝土结构温度场分布，并根据热弹塑性基本理论建立预应力混凝土火灾反应的非线性有限元分析基本方程。方程可用于分析预应力混凝土结构火灾下的变形、内力变化及预应力筋的应力随时间变化的过程，确定预应力结构火灾反应的一些基本特征。
(3)结构火灾的计算机仿真试验分析。一方面预应力混凝土结构火灾试验是最直接反应预应力混凝土结构抗火性能的手段，但预应力混凝土结构通常都应用于各类大跨度、大空间结构，由于试验条件限制，无法进行足尺模型试验，采用缩小比例的模型能基本反映火灾全过程的反应规律，但仍然有一定的差距。另一方面，由于受试验条件、试验经费的限制，也无法进行大量的模型试验。在进行模型试验的同时，要研究如何采用计算机仿真试验以避免上述限制。通过大量仿真试验，了解不同形式预应力混凝土结构的抗火能力，并提出改善预应力混凝土结构抗火能力的方法。笔者通过对有粘结预应力框架火灾位移的计算机仿真分析，可以得出如图2所示的有粘结预应力框架火灾下位移的实测值和计算机仿真分析结果的比较。由图2可见，计算所得的位移变化规律与实测相符，但仿真分析得到的结构位移较实测要大，误差最大时为40%。产生误差的主要原因可能由于试件混凝土含水率偏高，造成计算温度场高于实际温度分布，而结构的温度变形及材料性质与温度密切相关，从而产生结构计算误差。并且温度越高，材料的物理、力学性能离散性越大，另一方面，材料的高温蠕变的相关资料较少，这些也会造成一定的误差。总之仿真分析时的参数取值是否准确将影响分析结果，合理的参数取值依赖于可靠的实验结果。
(4)结构火灾反应的可靠度分析。由于火灾发生的可能性、火灾的持续时间和峰值强度、发生火灾时结构承受的荷载等因素并不确定，材料在高温下性能更趋于离散，上述因素均会影响结构的耐火性能。在无粘结预应力结构中，还存在锚固失效的可能性，以及结构局部失效可能产生的整体失效等，因此如何在设计中对这些因素进行综合考虑，以确定其耐火安全度是结构火灾的一个重要研究内容。结构火灾下的可靠度分析也是对现有遭受过火灾的建筑物进行评估的一个重要方面。
(5)结构抗火设计计算机模块的研制。目前对特定结构进行火灾全过程非线性有限元分析在理论上是可行的，但不免繁复的运算过程。因此有必要编制具有工程准确度的、概念清晰且简易实用的结构抗火设计计算机程序，并实现和现有通用结构设计软件进行接口是结构抗火试验研究工程化的一个关键。
参考文献
1AshtonLA.Thefire-resistanceofprestressedconcretefloors[J].CivilEngineeringandRublicworksReview，1951（46）
2GustaferroAH.Fireresistantofpost-tensionedstructures[J].TheJournalofthePCI，1973（18）
3华毅杰.预应力混凝土结构火灾反应及抗火性能研究[M].上海:同济大学出版社，2000
篇3：无粘结预应力混凝土平板结构设计研究论文
无粘结预应力混凝土平板结构设计研究论文
摘 要:无粘结预应力混凝土平板结构适用于中等地震烈度区的双向柱网，其设计一般采用荷载平衡法来进行设计，对预应力混凝土平板的设计中的截面尺寸的选择、预应力筋的估算、次内力与荷载效应组合这三个方面进行了探讨。
关键词:预应力;混凝土;平板设计
1 引言
无粘结预应力混凝土结构是在一个方向或两个方向配置主要受力无粘结预应力筋的结构体系。施工时，无粘结预应力筋同非预应力筋一样，按设计要求铺放在模板上，然后浇筑混凝土，待混凝土达到设计强度后，再张拉锚固。此时，无粘结预应力筋与混凝土不直接接触，呈无粘结状态。在外荷载作用下，预应力在纵向可以相对周围混凝土发生纵向滑动，但在总变形上存在者变形协调关系，该结构一般也需要配置普通钢筋以改善结构的受力性能，避免结构在极限状态下出现集中裂缝而发生脆性破坏。其优点是:
(1)结构自重轻，提供满足大空间的功能要求，符合较高的使用功能的要求。
(2)施工简便、速度快。无次梁，有利于采用定型摸板，节约模板。
(3)抗腐蚀性能强。预应力筋外包涂有防腐油脂塑料套管。
(4)使用性能好。在使用荷载作用下，抗裂和挠度要求易于控制。
(5)抗震性能较好。在地震作用下，当产生大幅度的反复位移时，无粘结预应力筋始终处于受拉状态，不像有粘结可能由受拉转为受压。应力幅度变化较小，局部变形也以均匀分散到全长上。
2 截面尺寸选择
在初步设计阶段，为控制挠度通常可按跨高比得出板的最小厚度，一般由跨高比的正常取值范围，求得的板厚可满足结构性能要求，所建成的后张楼板也是经济的。但在平板结构中，由于柱支撑着双向板，柱边存在着很高的剪应力，可能产生冲切或冲剪破坏。此时，围绕柱出现斜裂缝，破坏面从柱边处的板底斜向伸展至板顶，成圆锥面或凌锥面的“冲切破坏锥”。斜裂缝与水平线的倾角取决于板的配筋和预应力的大小，一般在20°―45°之间。因此，在设计中应验算所选板厚是否有足够的抗冲切能力。
依据国内关于无附加钢筋的单柱预应力平柱的试验结果，通常假定板的冲切破坏锥体与板底面成45°角，在冲切承载力计算中取冲切破坏锥体斜面的上下边长的平均值，即距荷载边k/2处的周长作为计算周长。我国《无粘结预应力混凝土结构技术规程》(JGJ/T 92-93)中给出了平板节点抗冲切承载力的计算公式如下:
F1≤(0.6f1+0.15σpe)μmh0(1)
式中:F1为集中反力设计值，即柱所承受的轴向力设计值减去柱顶冲切破坏锥体范围内的荷载设计值;f1为混凝土抗拉设计强度;σpe为由预应力筋的有效预应力产生的混凝土平均预压应力，当两个方向预压应力值不同时，取其加权平均值;μm为冲切计算周长，一般取距集中反力作用面积周边h0/2处的周长;h0为平板的截面有效高度。
从式(1)可求出满足抗冲切承载能力需求的'最小板厚。
需要指出的是，上述公式未考虑传递节点不平衡弯矩，若考虑传递节点不平衡弯矩，则平板节点的抗冲切承载力计算较为复杂，在初步设计阶段可采用将竖向荷载剪力乘以适当的放大系数来近似考虑传递不平衡弯矩的影响，对中柱该放大系数可取1.2，边柱取1.5，角柱取2.0。
3 预应力筋估算
3.1 预应力筋的线型
(1)计算预应力筋线型。
按照荷载平衡法原理，结构中预应力的作用可用等效荷载代替，等效荷载的分布形式可设计为与外荷载的分布形式相同、方向相反、数值相当。若外荷载为均布荷载，则预应力束的计算线形可取抛物线形，当外荷载为集中荷载时，则预应力束的计算线形可取折线形，若外荷载在同一跨内既有均布荷载，又有集中荷载作用，则该跨预应力束的计算线形可取抛物线与折线的结合。
(2)实际预应力筋线型。
在预应力混凝土平板结构中，采用荷载平衡法设计得到的预应力筋线形在中间支座处有尖角，而在实际的布筋中，预应力筋是由一系列正反抛物线组成，在最大偏心处，相邻两段抛物线相切，且斜率为零，因此其连接是光滑的。根据这个几何关系条件可确定出实际的预应力筋线形。
3.2 预应力筋的估计
对预应力筋的估计，通常都采用避开次内力计算的荷载平衡法来进行设计，荷载平衡法由林同炎教授于1963年提出，该法大大简化了超静定预应力结构的设计计算，其基本原理如下:结构上预应力的作用可用等效荷载代替，等效荷载的分布形式可设计为与外荷载的分布形式相同、方向相反、数值相当。
应用荷载平衡法设计时，一个关键问题是怎样合理地选择平衡荷载，亦即预应力应该平衡掉多大的荷载。预应力平板结构的配筋设计同样必须满足规范规定的承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，即需验算承载力、变形、裂缝控制要求以及施工阶段的应力。在实际设计中变形主要由结构的跨高比控制，裂缝控制则主要由预应力筋的数量控制。当按裂缝控制要求配置的预应力筋量不满足承载力要求时，可通过增配非预应力钢筋予以满足。既然预应力筋的数量实际上是由裂缝控制要求确定的，所以平衡荷载应按结构的裂缝控制等级合理选取。其基本原则是:对一、二级裂缝控制等级的结构，当准永久荷载系数较大时，一般可取永久荷载(即恒载)和准永久荷载的一部分(30%―70%)作为平衡荷载。可变荷载比例较大时，可取较大值;可变荷载比例不大时，可取较小值。对于三级裂缝控制等级的结构，预应力筋的配置可有正截面承载力计算确定，其中预应力筋所承担的承载力一般不大于总承载力的75%。
4 次内力与荷载效应组合
4.1 次内力
在预应力超静定结构中，预加应力使构件产生的变形将受到多余约束的限制，从而产生附加内力，超静定结构中由于施加预应力引起的附加内力，我们称之为预应力次内力，预应力次内力包括预应力次剪力、预应力次弯力和预应力次轴力等，一般对结构两类极限状态有重要影响的是预应力次弯矩，所以在预应力平板结构设计中我们只考虑预应力次弯矩。预加应力在超静定结构内产生的总内力为主内力与次内力之和，称之为综合弯矩，由此预应力次弯矩可由下式求得:
M2=Np-M1(2)
M1=Mpep(3)
式中，Mp为预应力弯矩;M1为预弯力主弯矩;M2为预应力次弯矩;Np为预应力钢筋及非预应力钢筋的合力;ep为净截面重心至预应力及非预应力钢筋合力点的距离。
4.2 荷载效应组合
预应力平板结构与其它超静定预应力结构一样，荷载组合的关键是在结构两类极限状态设计中如何考虑预应力次弯矩的问题。国内外许多规范都有具体的规定，如美国《钢筋混凝土房屋建筑规范》(ACI 1992年公制修订版)规定:在使用荷载条件下，预应力超静定结构的内力按弹性方法确定，结构内力中应包括预应力次弯矩，在承载力计算时仍应考虑预应力次变弯矩，此时预应力次弯矩须考虑内力重分布的影响。我国《预应力混凝土结构技术规程》(JGJ/T92-93)中规定，预应力次弯矩一直存在并保持不变，因此在承载能力极限状态设计中以及在正常使用极限状态时均应考虑预应力次弯矩的影响。
参考文献
[1]@薛伟辰.现代预应力结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社，2003.
[2]@混凝土结构设计规范(GB50010-2002)[C].北京:中国建筑工业出版社，2000.
[3]@无粘结预应力混凝土结构技术规程(JGJ/T92-93)[S].北京:中国建筑工业出版社，1992.
篇4：预应力混凝土建筑结构论文
一、我国预应力混凝土技术发展现状
1我国预应力混凝土的发展成果
（1）新材料的应用解决了原来钢材强度低，供不应求的局面。通过进口的方式，材料的强度级别基本上可以说是提高到了国际的先进水平，而且年产量在15万吨以上。基本可以满足国内发展的需要，并且超出的部分可以进行出口。所以说新材料的应用对于我国混凝土的发展有很大的促进作用。
（2）预应力施工中的关键技术得以解决。我国现在已经能够自主生产千斤顶、各类锚具等等。锚具的产量也十分高，可以说在世界上也占有一定地位，生产量在国际领先，基本解决施工中的关键技术问题。
（3）规范规程已经基本配套。在现在这样好的发展形势下，我国已经初步的制定了很多相关的规定，基本上能够满足设计的需要，至少能为工程的设计提供一些参考，也对工程的安全性提供了强有力的保障。
（4）建造了一大批具有国际先进水平的结构。因为预应力的混凝土结构比较结实和耐用，有很多优点，所以我国很多高难度的建筑都使用预应力混凝土的结构。比如说比较有名的杨浦、南浦大桥、上海电视塔等等。在某种程度上说明我国在预应力混凝土的使用上已经在进步，并且逐步培养高水准的设计施工队伍。这样对于预应力混凝土的应用也有很好的促进作用。根据不完全的统计，我国在无粘结的预应力混凝土方面发展的很快，无粘结涂包的生产线就已经有30多条，年涂包量超过12000吨。
2我国的预应力混凝土技术弱于国外
（1）设计总体水平有差距。对于预应力混凝土的特点我们还不能很好的掌握，所以说我们还在摸索阶段，而且我们的混凝土标准程度也不高，在国际上还没有达到平均水平，而且在单位建筑面积内统计使用的钢材的数量在很大程度上高于国外的基本标准，所以从某种程度上来说，设计理念和规范还有待完善和补充。
（2）预应力房屋建筑结构形式单一，造价普遍偏高。我国现在拥有的预应力的建筑仍然是很古老的旧建筑，比较传统并且还是钢筋混凝土的结构模式。每一个建筑都不能够很好的应用混凝土。更没有考虑到预应力混凝土在布局上的变化。那么很自然的，在工业化生产上的优越性也都展现不出来了。我国现在的整体情况其实不容乐观，还不能很好的开发重量轻的节省材料，也不能生产耐久的构件和相关的整体结构体系。预应力的建筑形式比较单一，使用的钢铁量也特别的大，所以说还有很大的进步和发展的空间，潜力很大。
（3）预应力技术工艺水平有待提高。我国的预应力工艺水平相比较于国际水平还有一定的差距，我国目前虽然能够生产比较简单和基础的构件，比如说千斤顶、镦头器、制管机、灌浆机等建筑设备装置，但是对于整个预应力技术的工艺水平说我国整体的工艺水平很低，预应力的构件生产工艺还是比较落后。
（4）预应力混凝土的产业化程度低。除了几个比较大的工业专业厂能够生产出预应力锚夹具之外，其他的小厂家根本没有技术和水平去实现锚具的批量生产，这样一来，预应力混凝土的产业化程度就会非常低。
二、预应力混凝土在我国房屋建筑结构中的重要性
1改善使用阶段的'性能。预应力的使用能够完善很多工程，能够防止墙面裂缝的出现，即使不能阻止其出现裂纹也能延缓裂纹的产生。可以跨越大的空间，建造跨度大的结构，也可以提高构件的受剪承载力。纵向预应力的使用作用更加明显，首先在某种程度上可以延缓混凝土构件中的斜裂缝的产生，从而可以提高构件承载力。在这样的基础上混凝土构件上的荷载一旦去除，在预应力作用下就会使得裂缝完全闭合，这样就会改善结构构件中的弹性恢复能力，也能提高构件的耐疲劳强度。由于混凝土的破坏一般情况下都是因为钢筋过度疲劳，所以预应力的使用显得尤为重要和有意义。
2能充分利用高强度钢材，减轻结构自重。采用预应力技术，不仅仅可以控制结构使用阶段的性能，也能充分发挥高强度材料的潜能，使得材料发挥更关键的作用，而且采用预应力能够减轻结构自重，大大节省钢材用量，还可以减小截面尺寸和混凝土的用量，这样看来，还有很大的经济效益。
3可调整结构内力。预应力对于钢筋混凝土来说还有很关键的作用，因为它的使用能够调整结构的内力，防止变形。所以，我们常常说，预应力的使用可以解决很多结构的问题，对于建筑空间比较大的结构来说是一门不可或缺的技术。
4预应力混凝土有抗震作用。研究表明预应力结构在地震区是能够应用的，采用竖向预应力来加固普通钢筋混凝土的结构，这样可以提高抗震性能。在地震之后能够很好的复原，避免整体结构的损坏。
三、预应力在我国房屋建筑结构中应用与发展展望
1高层建筑结构中预应力混凝土发展趋向。最近的几年里，预应力混凝土的使用有很大的发展。简化了模板和钢筋工程，外墙用的装饰保温复合预应力混凝土墙板在高层建筑中的应用前景也很广阔。
2预应力工艺将进一步完善，专用产品质量提高。由于我国预应力的使用水平不及国外，所以就要对产品质量和工艺问题有更多的关注，吸取他人经验，与其他国家做交流，形成我们自己的体系。
3预应力混凝土结构的各种特性相互协调。预应力混凝土有很多比较显著的优点，所以很多超高难度的建筑都应用这种技术，但是我们也能看到我国在设计水平上还有待提高，设计理念也有待进步。主要的表现在于分析研究技术在经济效益方面的欠缺，过于强调理论，并没有考虑到怎么样才能对这样的现象进行改善，而且在某种程度上来说，对有些结构的抗裂要求过于严格，导致钢用量显著增加。由于预应力钢筋的特殊性，所以不宜考虑承受太大的地震内力，不得不承认的是这方面还有待提高。随着我国预应力混凝土设计队伍的发展壮大和设计水平的提高，相信在不久之后后，预应力混凝土在我国房屋建筑中会得到进一步的发展和运用。
篇5：建筑工程混凝土结构施工研究论文
建筑工程混凝土结构施工研究论文
摘要：随着社会的不断发展，建筑工程项目不断增加，对于建筑工程质量要求也在不断的提高。在建筑工程施工质量中混凝土结构是非常重要的部分，对于工程的整体质量有很大的影响，对于企业的发展也产生很大的影响，因此进一步加强对其的研究非常有必要。在实际的应用中需要不断地完善各项技术要求，严格把控每个环节的施工技术，从而能够进一步提高混凝土结构施工技术水平，确保整个工程的质量。基于此本文分析了建筑工程混凝土结构施工技术。
关键词：建筑工程；混凝土结构；施工技术
1、建筑工程混凝土结构
就目前的情况来看在建筑工程中已经广泛的应用混凝土结构，其直接影响着工程的质量，因此也是越来越受到重视。混凝土结构的组成是由多种材料混合而成，包括水、水泥以及沙石等，另外也会加入一些辅助性材料进行配比的控制，从而得到了混凝土。在进行混凝土的配置时需要严格地按照相关要求进行材料的配比，同时也需要合理的掌控温度，从而才能够更好的确保混凝土结构的质量。
2、建筑工程混凝土结构的优点
2.1、保证建筑的强度
在建筑工程中建筑物的`强度直接影响着混凝土的性能，在混凝土结构的应用过程中需要最大程度发挥材料的强度优势，当凝固过后能够进一步提高建筑工程的强度。为了能够最大程度发挥混凝土结构的优势，我们需要在实际应用中结合工程的情况进行混凝土材料的配置，从而能够有效地确保建筑强度的合理性。
2.2、提高建筑的防水性能
除了强度以外，防水性能也是直接影响着建筑工程的施工，因此在建筑工程建设的时候需要进一步加强防水工作的控制，从而才能够最大程度发挥使用功能。在建筑工程中加入混凝土结构，最主要的优势是能够有效地控制施工成本，同时操作非常简单，同时也能够进一步提高防水性能，从而能够有效地确保建筑工程质量，因此需要重点加强研究。
3、建筑工程混凝土结构施工技术
3.1、采用优质的原材料
在建筑工程中混凝土结构是非常重要的部分，而混凝土结构施
(一)建立健全施工质量管理体系
施工质量管理体系的建立是以现场施工管理组织机构为主体，工中首先需要控制混泥土材料选择，其对于整体的质量有很大的影响，所以在进行材料的选择上需要选择优质的原材料，对于材料的质地、大小等方面需要做好质量控制，确保所有的指标都能够达到相关标准，才能够进行工程的使用，从而有效地确保建筑工程的质量。
3.2、严格配置材料比例
除了确保原材料的质量以外，还需要做好材料的配比控制，在实际的应用中需要严格地按照相关比例进行比例配置。需要注意的是进行配置之前需要进行取样检测，确保相关材料都符合相关技术标准，从而才能够信息后续工作的开展。如果没有达到相关标准，需要对其进行适当的调节，然后再次进行实验，达到标准即可。
3.3、保持混凝土均质性，选择合适的运输方式
在建筑工程施工过程中需要保证混泥土的均质性，因此在应用过程中需要严格地按照相关规定进行材料的搅拌工作，整个过程要保证搅拌的速度和时间，从而能够确保混凝土的质量。另外还需要合理的选择运输方式，进一步缩短运输时间，确保混凝土在初步凝固之前能够送达到施工场地，从而能够更好地确保后续工作的开展。
3.4、浇筑技术
在进行混凝土施工的时候浇筑技术也是非常重要的部分，就目前的情况来看进行浇筑的时候主要包括以下几个方面：基础底板混凝土浇筑技术、墙体混凝土浇筑技术、顶板混凝土浇筑技术等。在进行施工的时候浇注技术的位置不同所选择的方法也不一样，因此在应用过程中需要相关人员针对不同的位置进行施工技术的选择，从而能够有效地保障施工技术质量。在进行浇筑的时候如果遇到问题需要及时地采取措施进行解决，从而确保后续工程的质量。
3.5、混凝土结构的养护技术
为了更好的确保混凝土结构质量，做好混泥土的养护工作非常重要。当完成浇筑工作后的12小时，需要使用塑料薄膜等进行混混凝土覆盖，同时要加强浇水处理，当完成拆模工作后需要对混凝土构件进行浇水养护，一般时间控制在一周以内。在进行浇学养护的时候需要根据混凝土的干湿情况进行浇水次数的调整，从而能够确保混凝土表面能够一直处于湿润状态。就目前的情况来看使用比较多的方法是浇水法、浸水法以及塑料薄膜覆盖法等。如果是在冬季进行施工，还需要添加防冻剂以及结合蓄热法进行混凝土的养护工作，从而能够有效地避免发生冻害现象，不会影响到混凝土的强度以及整体性的，为工程的质量提供有效的保障。
4、建筑工程混凝土结构施工技术管理
4.1、做好施工资源的管理工作
为了能够有效地确保混凝土结构施工质量,需要做好施工材料管理工作。因此在实际应用中需要结合施工需求进行材料的选择，包括水泥的型号，粗骨细料的参数规格、质地以及级别等方面，防止有杂质参与到其中，不会影响到混凝土拌合质量。同时还要加强水质量的检测工作，通过检测标准才能够进行使用。另外还需要进一步加强外加剂的质量控制，对于劣质的外加剂不能够进行使用。另外还需要不断加强维护工作，从而能够方便及时的发现问题并进行优化，确保工程的质量。
4.2、规范建筑工程混凝土施工操作
一在建筑工程建设之前需要结合实际施工方案进行操作规范的明确，并进一步完善相关管理制度，从而能够达到约束的作用。二结合以往混凝土施工经验进行操作以及注意事项的归纳，从而有效地确保工程的质量。三不断加强混凝土施工操作监督工作，目前可以选择使用全过程监控法，从而能够有效地监督施工操作，确保混泥土施工质量。
总之，社会的不断发展，对于建筑工程质量的要求不断提高，建筑同时也进一步增加了建筑行业的竞争，企业要想在市场中生存，就必须要确保建筑工程质量。近几年来混凝土结构已经被广泛的应用与建筑工程中，其对于整体工程质量有很大的影响，因此也是越来越受到重视。在实际应用中通过不断的完善混凝土结构施工，加强施工技术的优化，更好地确保建筑工程的质量。
参考文献
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[3]许文冲.土木工程建筑中混凝土结构的施工技术研究[J].门窗，2016，10:108.
篇6：民用建筑预应力混凝土工程新技术的相关研究论文
民用建筑预应力混凝土工程新技术的相关研究论文
现代预应力混凝土结构与普通钢筋混凝土结构、钢结构相比，不仅其结构性能好，而且还比较经济与节能，是具有广阔的应用前景的。尤其对一些重要结构，例如核电站以及大型桥梁等，恶劣环境中的结构，例如海洋平台以及储液池等来说，预应力已成为一种不可缺少的技术。以它为代表的RC 和PC 结构设计技术应用是21 世纪土木工程界最具活力的研究方向之一。在预加应力和实际环境温湿度变化以及有害物质侵蚀等共同作用下，预应力混凝土结构会表现出与普通混凝土不一样的耐久性能。对其进行试验研究和理论探讨可以为实际工程提供指导，相关研究工作具有重要的理论价值和工程意义。
1 预应力混凝土技术基础简介
1.1 预应力混凝土折板墙结构体系
折叠式预应力折板结构是一种板架合一的轻型空间屋盖结构，它的形状主要有V 形和槽形两种。采用把V 形或者槽形的折板单元的两个板面或三个板面的结合部位造成可转折的，然后张开在长线台座上进行预制生产，折叠堆放和运输，在现场安装张开成V 形或槽形，浇灌折缝后形成整体空间结构。预应力混凝土折板屋盖的施工上，虽然应力混凝土折板的施工技术较复杂，但因其具有抗裂性高以及耐久性好等优点并可以用于大跨度结构(跨度可达30m，抗震烈度可达9 度)等优点，在一些特殊的民用建筑，如学校建筑中等，得到了泛运用。
1.2 预应力混凝土的碳化
碳化将使混凝土的内部组成和组织发生变化图。一方面，混凝土碳化产物碳酸钙和其他固态产物堵塞在孔隙中，使已固化混凝土的密实度与强度提高;另一方面，碳化使混凝土脆性变大。但从总体上讲，碳化对混凝土力学性能及构件受力性能的负面影响不大，混凝土碳化的最大危害是会引起力筋锈蚀。即当碳化作用发生在钢筋附近时，能引起钢筋钝化膜不断遭到破坏，当pH 下降到8.5 左右时，力筋完全脱钝，在足够的氧气和水分条件下引起力筋锈蚀的发生，最终可引起结构的耐久性失效，混凝土碳化是环境中的二氧化碳气体不断向混凝土内部扩散，通过溶解后与水化产物中的可碳化物质发生反应的一个物理化学过程。其研究方法主要有基于扩散理论的理论分析方法等，经过相关分析得到，混凝土的碳化速度主要取决于二氧化碳的扩散速度以及二氧化碳与混凝土中水化产物的反应性。其中，二氧化碳气体的扩散速度一般与混凝土材料本身的组织密实性以及二氧化碳的浓度等因素有关;而碳化反应性则与混凝土内孔隙溶液的组成以及水化产物的形态等因素有关。
1.3 受力混凝土的冻融与疲劳
在我国北方寒冷地区因冻融产生的混凝土破坏是工程结构损坏的主要原因之一，冻融循环还将对预应力混凝土的力学性能产生不利影响。此外，在寒冷地区，许多预应力混凝土结构(如公路及铁路桥梁等)在服役期内，除了承受冻融循环作用外，还要承受重复荷载的作用，疲劳荷载的'反复作用将对预应力混凝土的抗冻性能产生影响。所以要深度的对冻害机理进行了解并分析相关的影响因素，结合预应力，考虑到预应力作用导致的冻融损伤;而且需要注意疲劳损伤积累，它主要是由于水泥基础材料硬化过程中的化学变化以及温度作用等原因，在水泥砂浆内部以及水泥砂浆和骨料结合面上形成许多原生的微裂纹以及微孔隙，也就是说混凝土在成型期间就形成了一些初始裂纹，即初始损伤。在疲劳荷载作用下这些原生微裂纹不断扩展以及贯穿并逐渐形成可见的宏观裂纹，直至产生疲劳破坏。
2 预应力混凝土在民用建筑上的相关技术展望
2.1 预应力混凝土结构的耐久性研究现状
预应力混凝土结构的耐久性一般从以下几个方面研究，在环境层次上，预应力混凝土(PC)结构的耐久性研究与钢筋混凝土(RC)结构的耐久性研究相似，主要是将结构所处的环境进行分类，并给出相应的作用等级;而在材料构件以及结构层次上，预应力混凝土结构的耐久性研究有别于钢筋混凝土结构的耐久性研究，其中的关键问题是要考虑预应力作用效应的影响，同时还要涉及锚具系统的耐久性在混凝土方面，在上述的方面的研究已经足够多，并且国内外学者都有所突破，而预应力混凝土结构的耐久性研究还相对较少，基本上是参照钢筋混凝土结构的耐久性设计与评估进行的，只是在此基础上提出了一些更高要求的构造措施和预防措施。实际上，预应力混凝土结构的耐久性评估与设计方法与相同的钢筋混凝土结构之间还是存在较大差异的，尤其是预应力钢筋的应力腐蚀效应更加显著和离散，因而其耐久性评估与设计更加复杂，还需要作大量而深入的研究。
2.2 预应力混凝土技术发展规律与趋势
近些年以来，我国每年投入上万亿元，用于工业与民用建筑以及交通工程等大规模的基础设施建设，在过去30 多年间，基本建设遵循着投入大以及速度快发展态势，但因此也造成了影响结构耐久性使用寿命的工程问题和危及材料资源与能源的环境问题逐渐凸显的后果。一个建筑如果其耐久性不足，特别是预应力钢筋腐蚀引起的预应力混凝土结构过早破坏，会造成巨大的经济损失和社会影响，大量后期养护和加固费用的支出使得结构工程师们深切地认识到其结构使用寿命的重要性。因此将工程结构耐久性与结构使用寿命相联系，并把这一问题提升到影响人类生态环境、经济发展与社会文化可持续性的战略上来。
2.3 预应力混凝土技术研究前沿和科学问题
预应力混凝土结构耐久性问题的试验研究与理论分析工作量大而其综合成本高，其设计理论与方法研究是一个复杂的过程，目前的研究总体上尚处于起步阶段，相关的设计理论与方法正处在孕育与发展之中，如何对现有预应力混凝土结构进行耐久性评估、对新建结构进行耐久性设计是目前工程界急需解决的一些问题，而这方面国内外可查的资料都很少，围绕该类结构耐久性问题有不少应用基础课题需研究，这些问题制约和影响着预应力混凝土结构的进一步发展和推广应用，界定在给定环境与使用要求下，预应力混凝土结构耐久性失效状态;确定预应力混凝土结构中表征材料与结构耐久性劣化特征的指标与参数;建立预应力混凝土结构耐久性时变规律及其他问题等都是预应力混凝土结构耐久性亟待解决的关键科学问题。
3 结束语
随着技术的进步及经济的发展，预应力混凝土结构的使用范围将越来越广，在复杂环境的作用下，不断会有新的问题出现。因此需要对预应力混凝土结构的耐久性进行更广泛以及更深入的研究，还应发展大型专业预应力工程技术，使其不仅具有自己的预应力专用产品和配套的质量保证体系，有整套的预应力专业施工技术和现场服务体系，同时，突破预应力混凝土技术研究前沿和科学困难。
篇7：预应力混凝土桥梁施工技术研究论文
预应力混凝土桥梁施工技术研究论文
1引言
不同的环境需要不同类型和功能的桥梁来满足当前的经济发展以及人民生活的需要。同样，无论是哪种桥梁，随着时代的进步，将要面临的挑战、克服的困难也会不断增多。因此，更加安全可靠，稳定耐用，节省钢材，能够降低施工费用和养护费用的预应力混凝土桥梁自20世纪30年代出现至今其应用范围日益扩大，施工技术也逐步成熟完善并得到创新，成功地缓解了交通问题造成的各种不便，在社会建设中发挥了积极的作用。可以说在未来的发展中，预应力混凝土桥梁仍是施工单位在许多地区进行施工的首选，因此，为了帮助施工单位提升自身预应力混凝土桥梁的施工质量，本文将对施工中的技术要点进行简要分析。
2施工前准备
2.1严把预应力桥梁施工图设计质量
无论进行何种施工建设，图纸的设计始终是后续工作安全进行的基础环节，预应力混凝土桥梁也不例外。为了保证施工安全，设计人员务必深入施工现场进行全方位的考察，根据施工现场的实际情况进行施工图设计，并同技术人员、施工人员、监理人员进行综合评议，在确保施工方案科学性和可行性的前提下方可投入使用。
2.2严把材料质量关
施工材料的选择不但决定了工程施工与使用的安全，而且也是桥梁整体工程成本的重要影响因素，因此，施工单位应做好材料的选择工作，严把材料质量关。施工单位应选择优质厂商生产的并与设计图要求相符的混凝土，并对其进行再三检测，保证其各项指标都达到相关标准才能进行后续的施工工作。
2.3严把施工设备选择关
为了确保施工过程中拉伸作业的精准性和可靠性，必须保证预应力锚具以及千斤顶等施工设备选择的合理性和科学性，即选择高强度的预应力钢材和承重超出设定数量1.2倍的千斤顶[1]。对于压力表、水泥浆搅拌机等其他设备的选择，应确保其安全性和合理性，同时，可以有意识地使用新型设备，以提高施工效率和施工质量。
3施工中的技术要点
3.1水泥浆的制作
在配置水泥浆的过程中，要注意相关材料的混合比例，严格控制泌水率，制作后及时对水泥浆的抗压强度、抗折强度以及温度等因素进行分析检测，令其满足预应力桥梁的施工要求。
3.2选择科学的施工技术
预应力混凝土桥梁施工技术在长期的使用中不断被丰富完善，目前，业内主要使用的技术是预制装配整体施工技术、顶推施工技术、移动模架施工技术、悬臂施工方法等[2]。不同的技术有不同的侧重点，需要施工人员针对实际情况进行具体的分析，最终选择合适的施工技术。以应用范围广，对交通影响最小的顶推施工技术为例。该技术是沿着纵轴方向开辟预制场地，采用分段浇筑的方式进行桥身施工，当所有节段浇筑完成后，采用纵向应力把所有节段连成一个整体，再采用水平液压千斤顶进行顶进施工，目前，该技术在等截面连续梁施工中应用较多[3]。在实际施工中要最大限度地保证滑动装置和千斤顶的同步前进，而一旦连续桥跨度超过50m时，要及时设置临时支墩并换用单向顶推方式，以降低架设过程中由于施工负荷造成的桥梁变形损害。
3.3张拉工作的施工技术要点
所谓的预应力张拉就是在构件中提前施加拉力，使被施加预应力张拉构件承受拉应力，进而使其产生一定的形变，以抵消钢结构本身承受的一部分荷载，以提高桥梁的承载力。可以说这项工作的质量直接影响最后预应力混凝土桥梁的安全质量和使用寿命。在进行张拉工作前，应当做好清洗工作和检查工作，确保预应力管道及锚口的干净、无锈蚀，确认施工所需的相关材料和设备满足设计要求和施工需要，对不合格的混凝土进行及时的调整。在张拉过程中，要确保施工人员遵守相关规章制度，以科学规范的操作和熟练的.技术保障张拉工作的顺利进行，从而保证预应力混凝土桥梁的施工质量。在张拉过程中，要合理分配并控制各级张力并精确记录，保证钢束处于绷紧状态，锚具与千斤顶处在同一水平面上，并保证钢束中每一根钢绞线受到的拉力相当，避免钢绞线相互缠绕。同时，张拉全程要有技术人员进行监督，一旦出现滑丝、断丝或张拉实际长度与理论长度超出±6%的情况都要停止施工，寻找原因，解决后方可继续施工。为了避免出现问题导致张拉工作停摆，延长施工时间，施工人员在进行以下工作时应有意识地进行反复探查分析。（1）结构截面尺寸的计算，由于其结果直接与预应力张拉的伸长值有关，是预应力混凝土桥梁变形结构的内在因素，因此，在分析计算时，要对设计数值和实际截面大小进行对比，准确把握构件截面的尺寸大小，以最大限度地降低结构截面尺寸出现的偏差，提高计算的科学性和准确性。（2）穿束前，预应力钢束必须按规范要求进行检验，编束，正确绑扎，以防止出现拉丝滑丝等情况，对不合格的钢绞线要及时进行更换。（3）选用合适的限位板并使用定型模板，将锚垫板准确牢靠地进行固定以避免锚垫板拉裂。
3.4孔道压浆工作的技术要点
为了避免由于出现压浆不足或漏浆现象导致的预应力混凝土桥梁质量问题，在进行压浆工作前要对锚具及夹片周围用原子灰进行认真封堵，防止从夹片周围漏浆，影响孔道压浆密实度。在压浆过程中，要保证水泥浆的检测强度超过325MPa，稠度在14~18s。同时，压浆要保证从低向高的施工顺序并确保连续不断地工作。结束后，准确检测浆体的密实度，对于不达标的部分，在20min后进行第二次压浆工作直至合格为止。在压浆工作完成后，需要对需要封锚的锚具进行封闭，以避免由于锚具裸露出现锈蚀等现象影响桥梁质量。具体来说，封锚时要做好锚具周边的清洗工作，保证梁体长度以及端梁及内部构件的位置角度等因素符合设计标准的要求；在对梁端混凝土凿毛后，设置不变形、准确牢固的钢筋模板以进行混凝土浇筑的封锚工序。
4结语
桥梁建筑施工安全不可小觑，因为桥梁的施工质量直接影响人民群众的生命安全，左右着经济建设的质量效果，因此，在预应力混凝土桥梁施工过程中要针对可能出现问题的环节进行严格控制，选择优质的混凝土进行施工，坚持选用科学合理的施工方案，将每一道工序都高质高效地完成，并主动进行技术工艺上的创新，从而提升预应力混凝土桥梁的整体质量水平。以此推动我国桥梁建筑行业的不断发展完善，为我国绿色可持续发展建设作出应有的贡献。
作者:刘高锋 单位:石家庄公路桥梁建设集团
参考文献:
【1】向木生,张世飙,张开银,等.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术[J].中国公路学报,2002（4）:41-45.
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【3】贾秀梅.预应力混凝土桥梁施工质量控制要点[J].交通世界(建养机械),2014（Z1）:146-147.
篇8：索结构预应力控制的研究及其应用分析的论文
索结构预应力控制的研究及其应用分析的论文
网壳式的结构是常见的预应力控制结构，就是采用网壳式的结构，这种结构的受力相对来说比较稳定和均匀，这种结构的大部分结构的受力点就是杆结构，还有一种网壳结构式单层的网壳结构，这种结构有着自己的独特优点，那就是结构简单，透光率好，外观大方符合时代审美观，因而非常适宜做为玻璃采光顶的屋面结构。
1 设计思路
网壳机构有很多中，比如常见的柱面形式的网壳，抛物面网壳，球面网壳等等，由于他们的主受力结构就是整个结构中的杆结构，在受力方面很难的控制，稳定失衡的现象很常见。对结构应力的控制也是主要控制的这方面的受力。不过有些鞍形的网壳结构受力主要就是杆杆结构的受压和受拉，相比较来说这种结构有很好的整体稳定性，网格的结构也比较简单，适用于那些更大的跨度空间结构建设。鞍形网壳和预应力鞍形索网相类似，都具有良好的形状稳定性和刚度，但是都需要较大截面的边缘构件以保证强度和刚度要求，因此边缘构件的合理设计成为是否采用这种体系的关键。
2 预应力鞍形索网结构分析
预应力鞍形索网钢架结构主要的组成结构是钢索结构，这种结构有着特殊曲面，两组钢索在各交点上连接。预应力鞍形索网曲面形式复杂多样，千姿百态，结构简洁明快，挡光率低，非常适宜做为玻璃采光顶的屋面结构。预应力鞍形索网具有良好的形状稳定性和刚度，但是需要较大截面的边缘构件以保证强度和刚度要求，因此边缘构件的合理设计成为是否采用这种体系的关键。
3 张弦杂交结构及其他边界效应分析
张弦杂交结构及其他边界效应分析，这种复合的结构，主要是通过横向腹杆结构和上下弦索结构组成的'结构。通过特殊的预应力控制这种结构能够充分的发挥出自身的受力性质，在结构的整体稳定性方面能够发挥出最大作用。这种张弦梁结构整体上有着很大的优势，这种结构的刚度取决于结构的上弦抗弯曲结构和拉索结构的横截面，这种结构也是一种常见的半刚性结构，通常有以下的特点: ( 1) 结构整体的承载能力高。相对来说这种结构的整体承重能力有了极大的提高，张弦梁的结构中的索结构可以有效的调整结构中的刚性结构的受力以及结构内应力的分布。比如，在一个结构中，刚性结构是梁结构的情况下，这是梁下通常使用撑杆和索结构的组合，索结构连着梁结构的两端，这个机构在承受载荷的时候，梁受到弯曲剪力的作用，在负载达到一定的程度时，结构的预应力控制可以通过调整梁的结构布置来平均分配负载产生的应力，也可以通过控制跨度方向上的受力，调整梁的横截面积的受力情况; ( 2) 使用荷载作用下的结构变形小。这种复合的结构能够大大的提高结构整体的刚性，在有负载的情况下这种结构的变形是非常小的，关键就是张弦梁中的索结构和梁结构的结合这种科学的组合共同的平衡应力，使结构整体的受力平衡; ( 3) 结构有一定的自平衡功能。这种结构还有一种其他钢架结构无可比拟的优点，那就是结构自身有一定自我调节结构整体平衡的能力，这种调节的原理就是，拱形的构件能够在水平方向上产生一定的应力，结构中索的牵引力能够有效的平衡侧向结构内部受力。这样的结构能让结构支座的作用充分的发挥出来，而且结构的设计方便，装吊容易; ( 4) 适应性强。这种复合的结构中的组合结构可以根据实际的施工环境进行一定的调整，能够最大程度的发挥出结构的审美要求; ( 5) 设计制作以及施工简便。同其他的钢架结构相比，这种复合的结构在设计的方面相对比较方便，由于这种复合结构的自适应性比较强，所以在施工和制作的时候可以灵活的运用，在运输的过程中这种复合的结构可以方便的拆装运输。
4 工程案例
( 1) 工程概况。本工程是在两座旧的建筑物之间的既有建筑屋顶添加采光屋顶，在原有的基础上，不能增大整个建筑结构的受力负担。根据实际的情况，对这项工程，采用马鞍索网结构来建设采光顶，使用张弦梁和索衔架当做是纵向的边界支撑结构，横向的支撑结构使用特制的单钢管结构，在这个结构的下部要设计小立柱作为整体的分支支撑。在整个结构中只要能够保证稳定索和承重索在水平投影方向上是垂直位置结构，相邻的网格四点在同一平面中，就能完成整个结构的建设。采用此结构的优点在于: 材料用量少，结构整体的质量轻，透光率高，针对这种设计要求和环境要求十分的匹配; 缺点在于: 此方案为国内首次应用，还处在一个探索过程，这种结构对承重杆的要求非常的高，相对于梁的位置要求也很高。
( 2) 施工步骤。整体结构的安装和结构形状的控制→玻璃安装前的静力准备→结构张拉应力的补偿→完善和应力加载。在此过程中要对各个阶段的支撑杆处的应力变化进行测试。
( 3) 施工方案比选。方案一: 依照原有设计的预应力，把索网结构整体的张拉到结构设计的初始态，然后，铺设顶层的玻璃，逐渐的让索网结构达到一种平衡状态。综合来说，这种方案很容易完成施工，但是，这种方案，对两边原有旧建筑物的拉力很大，很可能导致旧建筑的破坏。方案二: 通过对结构的张拉加载的张拉过程，首先，以设计预应力的三分之一力进行设计的张拉成形，然后，铺设顶棚的玻璃板，当顶棚的玻璃板铺好以后，通过张拉，让结构中索的轴力逐渐达到计算设计的要求。这套方案设计及施工有些复杂，不过，这套方案的优点就是能够充分的利用结构中钢材的反复受力的特性，减轻边缘构件和边缘建筑物的受力。
综合的分析上面的设计施工方案，发现第二套方案更加的合理。所以使用第二套方案。
5 施工模拟
首先，使用设计预应力值要求的三分之一为初始预应力值对整个索网结构进行预应力的张拉到位，张拉成形以后，得出的最终结果和上述的找形结果保持一致。就整个索结构的索内预应力是找形的三分之一就是4. 92700kN。然后，加载玻璃板。最后再次的张拉到位。
( 1) 计算条件。①结构的上弦拱、下弦索均为抛物线，其初始的结构曲线方程为: 拱的斜率变化同上层屋面的结构一致，索内斜率浮动同腹杆的位置保持一致。②腹杆结构同拱的衔接模式为铰接模式。索结构和拱结构对结构的边缘构件有很大的拉力，所以，把张弦梁结构一端进行铰接，还要限制这部分平面范围内的水平以及竖向的线位移，而另一端只限制竖直方向上的位移，这样就允许了结构在水平方向自由滑动，进而消除了索和拱对结构的支座产生了很大的水平拉力，进而减轻了边缘构件的负载，同时，又减轻了结构在使用中的内应力。但是这样结构会有较大的水平支座位移，尤其在温度荷载下( 40 度温差) ，应予以注意。
竖向荷载在每个节点上按照设计值取为6. 02KN，水平荷载在每个节点上均按照设计值取为11. 988KN。( 计算变形时按照标准值分别取为5. 10KN 和8. 88KN) 。单元上的节点荷载由玻璃四角传来，按面积生成。温度荷载取正负50 度。温度线膨胀系数取1. 1e - 5。
( 2) 结果分析。为了保证张弦桁架在最不利荷载的情况下不会松弛，应给水平拉索和垂直拉索施加一定的预应力。计算分析表明，在同时作用竖向荷载、水平荷载和升温50 度的荷载下为最不利荷载。此时，为了保证节点位移控制在1 /250 以内，需要给拉索初始张拉应力最大值为170Mpa。
篇9：水利工程结构混凝土外观质量控制研究论文
水利工程是百年大计，做好水利工程混凝土的建设是一项复杂的系统性的工程，从水利工程设计、混凝土结构外观等各个环节都需要引起足够的重视以确保水利工程的建设质量。当水利工程混凝土外观质量存在问题时，会对水利工程的使用性及可靠性产生极大的影响。因此需要对水利工程混凝土外观质量引起足够的重视，从设计和施工环节入手确保水利工程混凝土外观质量。
1.水利工程混凝土外观质量常见问题
水利工程混凝土外观质量常见的问题主要有以下几点：
（1）水利工程混凝土外观表面存在蜂窝、麻面、露筋等问题。这些问题如较为轻微则认定为浅层表面瑕疵，而当问题较为严重时则认定为混凝土出现了工程质量问题。造成上述问题的主要原因有：①水利工程施工人员在施工作业时并未按照相应的施工规范施工，水泥混凝土振捣不到位导致水泥混凝土不紧密，从而在水泥混凝土内部产生气泡等问题。②水泥混凝土的配合比选择不合理或是材质有问题，导致水泥混凝土的坍落度无法达到水利工程的施工要求。③模板拼接不严密出现漏浆问题也是导致上述混凝土外观缺陷的主要影响因素之一。
（2）混凝土节段错缝。一般来说，对于高墩柱混凝土需要采用分节施工来确保浇筑的'顺利完成。因而在施工的过程中可能会出现由于模板拼接问题而产生的混凝土表面错缝，从而对混凝土表面的施工质量产生较大的影响。
（3）混凝土表面裂缝。在水利工程混凝土的施工过程中，表面出现裂缝是较为常见的缺陷，通过研究分析发现，造成这一现象的主要原因一是拆模过早从而导致水泥混凝土的凝固强度未能达到设计的强度，从而导致混凝土表面产生裂缝。二是对于水泥混凝土的后期养护方法不合理，从而导致混凝土表面产生裂缝。
（4）节段色差也是存在于混凝土施工中的较为常见的问题。造成这一缺陷主要原因有：水泥品种质量缺陷、外界施工环境的影响、原材料的改变以及混凝土配比不合理等。
2.水利工程混凝土外观质量的控制措施
2.1控制节段错缝的措施
在对水利工程中的高墩柱进行施工的过程中，为避免出现分节错缝问题，需要对施工中的分节作业进行分析，从而制定出较为合理的施工方案和控制措施。在模板的拼接时要注意做好模板水平缝和竖直缝的密合工作。此外，对于由于模板使用次数过多而导致的错缝问题，需要对所使用的模板进行定期检查；对于变形等存在质量问题的模板，需要及时更换避免其再次投入使用。
2.2控制水利工程混凝土表面出现麻面、蜂窝以及露筋等问题的措施
水利工程混凝土表面出现麻面、蜂窝以及露筋等问题主要是由于施工不合理所导致的，因此在水利工程混凝土的施工过程中，首先需要增强施工人员的责任意识，强化质量责任观念，从小处入手，从细节入手，确保水利工程混凝土施工的合理性与规范性。其次，在混凝土浇筑后的振捣环节，需要保证直至没有气泡冒出后再停止振捣，以确保混凝土施工的密实度，从而从根本上防止混凝土表面上的麻面、蜂窝等问题的产生。再次，对于水利工程混凝土施工中所使用的混凝土材料需要严格按照相应的施工要求进行选择，确保水泥混凝土的坍落度达到混凝土施工所需要的要求。最后，在混凝土的振捣环节要控制振捣度，避免振捣不足或是振捣过量。
2.3控制水利工程混凝土表面产生裂纹的措施
做好对水利工程混凝土表面裂纹的控制主要需要从混凝土浇筑后的拆模时间和后期的养护工作两方面入手，按照相应的水利工程混凝土施工规范进行施工，确保水利工程混凝土表面的施工质量。
3.强化混凝土外观质量的措施
做好水利工程混凝土外观质量的控制首先需要做好对于建筑材料的控制。工程施工过程中不得随意更换原材料的供应型号与供应厂家，并对骨料的颜色和含泥量等进行严格控制。其次，要做好混凝土的模板的加工与安装，包括：（1）为避免水泥浆的渗漏，应当对模板的质量进行固定强化。（2）在模板的表面应当加强处理，需要将模板的表面使用细砂纸打磨平整，并做好模板表面的清洁以避免表面杂质对混凝土浇筑造成影响。（3）在模板的加工过程中需要控制好模板的尺寸和外形，对于存在质量偏差的模板需要及时的予以更换。最后，完成混凝土的浇筑后需要做好混凝土的后期养护。在完成混凝土浇筑的6h后，使用干净的麻袋、草席或是塑料等对混凝土表面进行覆盖并注意做好浇水养护，浇水量要及时且足量。对于室外温差较大的地区需要做好混凝土养护时的保温与降温，以提高混凝土的养护质量。
3结语
水利工程的表面质量对于水利工程的质量有着极为重要的影响，本文在分析影响混凝土表面质量因素的基础上对如何加强水利工程混凝土的施工，提高混凝土施工的表面施工质量进行了分析阐述。
参考文献:
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篇10：高铁施工预应力混凝土连续梁质量控制研究论文
高铁施工预应力混凝土连续梁质量控制研究论文
摘要：在最近的几年，人们对于高铁各方面的要求在不断提高，如舒适性以及安全性等方面，然而传统的桥梁已经没有办法满足现阶段铁路的需要。要想能够不断满足高铁对于人们的需要，就必须要全面提高高铁桥梁结构的强度。当今在我国铁路交通事业全面发展的同时，预应力混凝土连续梁的应用已经越来越频繁。现阶段，预应力混凝土的连续施工方法较多。在施工的过程中，质量控制也是一个十分重要的内容。为了能够全面提高施工的质量以及安全，必须要对其采取有效的质量控制措施。
关键词：高铁施工；预应力；连续梁；质量
当今在我国交通事业发展的同时，促进了高铁桥梁工程的整体施工，在对其预应力混凝土连续梁进行施工的过程中，其质量将会直接的关系到桥梁的整体运行情况。因此在对其高铁施工中，其预应力混凝土连续梁的控制具有着巨大的作用。在本文中主要是针对了我国的高铁施工过程中的预应力混凝土连续梁施工的质量作出了全面的控制，并且在这个基础之上提出了下文中的一些内容，希望能够给与同行业人员提供参考。
一、关于连续桥梁的施工控制分析
针对连续桥梁来说，因为其存在着的重要性以及特殊性受到了人们广泛的关注，在施工的过程中质量控制对于工程的整体具有着十分重要的作用。针对连续桥梁的施工，质量控制工作主要是在施工中严格根据设计标准对各项参数做好检查，并且也需要将其桥梁工程的结构变形控制在一个合理的范围之内，从而保证工程的质量，提高桥梁工程的施工水平。一般情况，针对高铁预应力混凝土在进行连续梁施工中，其质量控制内容如下：一是结构内力方面的控制，在对其内力做出控制的时候，要能够保证内部得到合理的分布，同时在施工后需要对其主梁的应力做出全面的调查，尤其是要能够对其合拢的时间进行掌握，保证桥梁工程的安全系数以及完整性。二是变形控制，主要是在出现偏差以及箱梁做出分析，使其能够有针对性地调整，保证桥梁工程的质量，与此同时也能够为后期的施工打下坚实的基础。其中，箱梁的变形也包括了竖向的挠度以及横向的偏移。
二、关于高铁施工过程中预应力混凝土的质量控制
1.关于施工材料的控制
材料质量控制是工程质量控制的前提，对此，可以从下述的几个方面进行入手分析：
（1）要对其混凝土的质量作出全面的控制。在进行浇筑的过程中，必须要能够保证混凝土均匀的下料，对其进行严格的监控。针对工程所应用的混凝土，其成分主要包括了水泥、粗细骨料、粉煤灰、外加剂等。然而针对水泥的选择，必须要根据施工的实际情况来进行选择适合的强度等级，如果强度过高或者是过低将会导致混凝土质量带来影响，过高将会导致混凝土耐久性受到影响，过低则会导致混凝土收缩性增加，与此同时针对水泥来说，应该要存储在室内，并且不可以直接的堆放到地面上，距离地面0.2m之上，堆放的高度不可以超过1.5m。
（2）对钢筋的质量进行控制，对工程的需要进行结合，根据国家的标准来选择不同类型的钢筋，针对进入到施工现场的钢筋，要对其做好抽样检测，以此来考核其质量是否能够满足需要。此外，钢筋入库的时候应该要挂牌分类进行存储，应该要将其放置但干燥通风的位置，避免钢筋生锈。
（3）对张拉工艺进行严格地控制，同时需要根据设计的要求来进行下料以及编束处理，使其能够满足设计的要求，把钢绞线进行理顺，在编束的.时候要能够保证每一根的钢绞线松紧一致。
（4）要对锚具进行控制，针对锚具的质量检测来说，必须要注意从符合设计的规定以及预应力张拉等情况进行控制。锚具的张拉强度不可以低于预应力钢筋抗拉强度的90%，这样才能够满足后期的施工条件。此外，锚具在进入到施工现场之前要查看是否生锈以及腐蚀，最大程度上保证锚具的强度，使其能够全面地对工程的质量进行掌握。
2.关于高铁预应力混凝土连续梁的施工工艺控制
针对以往的经验进行总结之后可以发现，在高铁施工中，施工工艺的掌控主要是存在着以下的几个方面当中。
（1）对模板安装做好全面控制的工作。对于模板工程的安装，为一项较为重要的内容，将会涉及到钢筋安装及预应力管道铺设的相关工作，与此同时也将会对其高铁施工质量带来直接的影响。因此在施工的中，要对模板的表面清洁程度进行检查，使其避免会出现凹凸等情况，如果存在必须要及时地进行修复，安装后需要做好尺寸的检测，保证满足工程的实际需要。同时在针对模板做出拆除的时候，要对混凝土芯部及表面的温度差进行检测，温差不宜过大。
（2）在施工中的质量全面控制，对于混凝土搅拌站来说，要对混凝土的存储量进行全面的提高，保证施工中混凝土能够达到连续的供应。在对混凝土进行浇筑的过程中，应该要避免在温度较高的时期，使其能够杜绝混凝土裂缝的问题出现。
3.关于温度方面的控制
温度对连续梁施工质量有直接的影响。温度变化，主要包括自然环境的温度以及混凝土自身的温度。自然环境的温度主要是大气温度及阳光直接照射。混凝土自身的温度主要是水化热，所以必须对水化热做出全面的控制。
（1）要选择低水化热水泥，在原材料上降低水热化，其水热化的作用主要是因为水泥在凝固过程中出现，导致热量不断地在混凝土当中进行存储，在较短的时间之内将会导致温度出现升高。
（2）在混凝土中掺入一定量粉煤灰，通过降低水泥用量来减少水化热，将温度进行控制在合理的范围之内。
（3）加强混凝土的养护，混凝土初凝后，采取表面覆盖保湿养护，减少混凝土内外温差。
三、结语
通过上述的内容分析之后可以知道，不管是混凝土连续梁的强度还是刚度，都和桥梁结构的安全性以及耐久性之间存在着十分密切的关系，在对高铁进行施工的过程中，必须遵照相关的规范，做好每一项的施工任务，与此同时也要保证每一个环节的施工质量控制，从而全面地提高我国高铁行业的长期稳定发展。
参考文献:
[1]王武.关于高铁施工中预应力混凝土连续梁质量控制的思考[J].中国建设信息，2011，12(24)：159-163.
[2]蒋英杰.大跨度预应力混凝土连续梁桥的施工控制方法[D].成都：西南交通大学，2010.
[3]程宏.高铁施工中预应力混凝土连续梁质量控制探析[J].江西建材，2015，12(24)：145-147.
[4]姜浩.悬臂浇筑大跨度预应力混凝土连续梁桥施工控制的研究[D].长春：吉林大学，2005.
篇11：混凝土的结构设计研究论文
混凝土的结构设计研究论文
高层建筑中结构设计的安全性原则，亦是以设计使用年限为依据，使该建筑的结构设计在预定年限范围内，始终可以达到对内部与外部各项荷载力的有效承受，即使遭遇某些偶然的破坏性事故，也要能够使自身结构控制在整体稳定的状态中，避免出现大范围的结构性损害。高层建筑的耐久性设计原则，是指建筑的结构设计必须在规定的使用年限内，维持足够的结构耐久性，比如，混凝土结构出现的裂缝宽度不得超出允许的范围，且钢筋保护层的厚度不能够变得过于单薄，以免钢筋在遭受外部潮湿空气的状况下出现锈蚀问题。可靠性的设计原则，是指高层建筑的结构设计，必须在设计的基准期与建筑的使用年限范围内，充分达到耐久性、安全性、稳定性、刚度、动力性能等各方面的性能要求，即使超出年限的基准期范围，也能够在各项性能出现不同程度降低的基础上，维持正常的使用。
高层建筑的结构柔性比低层的楼房要高，一旦遭遇地震等问题，会发生更大幅度的作用变形，若要避免建筑在地震等作用下发生倒塌变形等问题，就必须在进行混凝土结构的设计时，使其结构具备足够的延展性能。目前，高层建筑的结构设计中，其结构内力与变形等问题，主要受到地震的水平作用力及外部环境中的风力等因素的影响，层数的不断增多会带动水平作用力的持续加大。所以，在设计混凝土结构时，必须要充分地将这些侧向力的影响考虑在内。高层建筑面临着众多的水平作用力影响，容易出现较大幅度的侧向位移，设计人员在进行混凝土结构设计时，必须在保证其具有足够强度的基础上，同时使其具备合理的刚度及自振频率，进而将楼层水平位移控制于允许范围。
一、高层建筑混凝土结构的具体设计方法
1完善单元结构的布局设计
独立的结构单元设计，是高层建筑中的主要结构设计内容，此结构设计工作适合采用简单、规则的平面形式，但平面的整体长度与突出部分的长度应当控制于适宜的范围，且具备均匀分布的承载力与刚度，同时，竖向结构适合采取均匀、规则的形式，以保证建筑的外挑与内收问题得到有效的控制。要达到这一目标，混凝土结构的设计者，应当在制定结构设计方案的阶段，便努力地将概念设计的理念与知识作为参考，使建筑的适用性与美观度等要求在得到满足的基础上，通过进行优化设计，使其结构的平面与竖向布局尽可能地实现简单、均匀与规则性，保证其结构刚度与承载力的合理分布，避免建筑独立结构单元出现过于集中的塑性变形或应力。
2优化高强的混凝土与钢筋使用
高层建筑建设需要耗费较多的混凝土、钢等材料，若混凝土和钢的强度过大，势必会造成建筑材料总造价的超限，同时加大其他构件的造价，从而降低建筑建设的经济效益。因此，混凝土的结构设计人员应当对高强度的混凝土与钢筋的使用进行合理的优化控制。以软土地基上的高层建筑设计为例，该结构地基受到的荷载较高，设计人员可以通过优化高强度的混凝土以及钢筋的使用，使建筑中各构件的截面尺寸得到合理优化，从而减轻建筑的结构自重，使建筑的基础工程建设难度得到大幅度的削减，降低工程的地基处理工作造价。再以位于震区的高层建筑的结构设计为例，建筑的自重与地震作用程度成正比例关系，设计人员通过将高强度的混凝土与钢筋的使用量减少，可以在减轻其梁、板、墙、柱等构件自重的基础上，降低地震的作用力，进而保证建筑结构的安全程度，使建筑的整体安全度得以提升。
3合理设计剪力墙平面结构
高层建筑的结构设计人员对混凝土结构进行设计，还需要充分地重视剪力墙结构的平面布局问题，以保证建筑整体结构受力的均匀性，并使建筑在侧向力的影响下出现的位移控制于允许状态。具体来讲，剪力墙平面结构的优化设计主要为以下几个方面:
1)以建筑的各项基本结构功能为依据，在满足这些功能的前提下，尽可能地使剪力墙的布置实现相对的.集中化与均匀化，对具有较高的恒载或者平面形式变化较大的部位设计剪力墙，应当尽量缩小其间距。
2)以建筑的主轴方向或者是其他方向为基准，对剪力墙进行双向的布置，且墙肢截面适合为具备较小的侧向刚度的简单规则的形式，在设计中还要尽量地减少对短肢剪力墙的使用。
二、高层建筑的混凝土结构具体设计优化措施
1结构安全性
高层建筑人群密度高，且不易逃避、实施救治，一旦发生灾害，造成的危害要比普通建筑高出许多。因此，结构设计人员必须加强对于混凝土结构的安全性设计，以尽可能降低灾害造成的伤害程度。具体来讲，设计人员可以从以下几个方面开展结构的安全性设计:1)设计人员应当在保证建筑各项功能的同时，通过考虑结构自身的抗震性能及外部人为因素可能造成的结构破坏，有目的地将高层建筑的抗震等级提升。同时，还要从整体上，加强结构设计的稳定性与牢固度，避免将砖砌体承重或者装配式的混凝土结构应用于高层的公用属性较高的建筑中，而要优先选取现浇的钢筋混凝土的结构。2)设计人员要从建筑建设过程中及投入应用后的各个方面入手，综合考虑其荷载变化的状况，尽可能地将建筑结构的荷载标准值与构件承载力设置出较大的弹性裕度，并且为楼面等部位进行额外的增加荷载的设计，以保证建筑在各级的地震与火灾等灾害中，都可以实现对于自身结构安全的维护。
2抗震概念
高层建筑的混凝土结构在应用过程中，最容易受到的破坏，便是来自于地震威胁，在进行设计的过程中，设计人员要以抗震概念设计为依据，通过进行抗震试验得出该建筑结构的抗震等级，或者借鉴相似建筑的抗震设计经验等，对高层建筑的结构体系、平立面设计、结构构件延展性等进行优化设计，以使建筑的抗震能力得到有效的提升。具体来讲，在结构体系设计方面，设计人员要尽可能地选择空间结构以及平面布局简单规则的形式，作为建筑的整体结构形式。以平面布局为例，可以将矩形、圆形、方形、扇形的结构作为抗震结构的体系形式，并减少对于不对称的侧翼或过长的伸展翼的使用。同时，设计人员还要通过进行合理的布局，使建筑的质量与刚度实现均匀平衡的分布。而在平立面设计方面，设计人员可以将墙体设置为均匀对称的形式，并提升楼梯或电梯的井筒等具备较高刚度的结构布置的集中性，同时，将抗震墙设计为符合建筑结构整体抗震需求的形式，以提升建筑平面结构的抗震性能。而且，还要保持各转换层结构在竖向刚度方面分布的接近，并使剪力墙的设计可以将墙面竖向持续地贯通到建筑底部。在结构构件的延展性方面，可以将梁、柱端的组合剪力加大，或者提高柱体抗弯性能，并配合将梁端的钢筋实际弯矩提升，以使建筑梁端早于柱端发挥塑性，使二者在外部荷载下，保持结构变形的稳定协调。
3耐久性
高层建筑的结构设计人员对混凝土结构进行设计，还要努力提升其耐久性，以延长建筑的有效使用寿命，并且使建筑在遭遇各种灾害之后，依旧能够维持其应用的各项结构性能。下面就从几个方面谈论一下混凝土的结构耐久性设计的策略:1)选择良好的混凝土材料。设计人员应当在保证混凝土材料的质量与基本性能的基础上，重点从结构的稳定性能、抗侵入性能、抗裂性能等几个方面入手，选择坚固、耐久、洁净的骨料，含碱量与水化热反应较低的水泥，减少对于硅酸盐水泥与用水量的应用，并适当地将矿物掺合料加入到材料中。2)优化结构使用设计工作。高层建筑中的混凝土结构物普遍包括多个构件，每一个构件所处的环境存在显著的差别，这就决定了不同构件具备的耐久性寿命存在差异，因此，设计人员要根据实际的使用环境，明确建筑中不同结构构件的使用界限与注意事项。以屋面、阳台及女儿墙的设计为例，这些部位的梁柱构件，耐久性寿命普遍低于室内，必须合理设定这些部件维修或更换的时间。3)合理设计结构构造形式。设计人员根据建筑的具体侵蚀环境与设计使用年限，设计厚度在20mm～70mm之间的混凝土保护层，并通过协调构件的截面积与表面积，避免侵蚀性物质集中停留区域的形成，同时注意高侵蚀度的环境中，混凝土墙板的通风效果，并注意配筋间距的合理设计，以减少钢筋锈蚀、保护层剥离等问题的出现。
三、结语
高层建筑中混凝土是影响建设质量的关键决定性因素之一，因此，建筑设计人员必须加强对于其设计原则的分析与掌握，立足于具体的设计原则及要求，从整体的设计工作及具体的设计内容等方面入手，采取有效的策略，以推动混凝土结构设计的优化完善。
★ 混凝土裂缝论文
预应力混凝土结构的研究论文（整理11篇）
