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预应力混凝土工程面临什么样的挑战?

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提问人72837 - 泥土工 2级  举报  

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关键词: ,结构,工程

   
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回答人:51749855 - 泥土工 2级 - 提交时间:2015/3/3 17:40:00   我也要给他一个好评有用(0)  我要给他一个坏评没用(0)  举报

    1.1 对无粘结预应力筋腐化问题的观察和研究。 
    由荷兰和美国工程师组成小组对一座建于80年代的二十八层使用无粘结筋楼盖进行了观察。在预应力筋曲线底部位置凿小洞并刮去塑料油脂,对预应力筋的腐化水平进行了观察,发觉预应力筋从完全没有腐化到孕育产生严重腐化的状态均存在。其结论为: 
    (1)无粘结筋存在油脂凋谢受腐化严重问题,主要原因是浇注砼时,端部密封不严使水渗入造成预应力筋腐化。 
    (2)对这栋楼普遍观察证明,腐化最严重的状态以最倒霉预计,不会超出预应力筋总数的10%.
    (3)由于楼盖计算安定度普遍很高,用三维空间结构剖析的楼盖体系比按规范设计的预应力筋强度超出45%,还没有对结构安定性造成直接的急迫的危害。 
    (4)无粘结筋的腐化问题依然是一个必须引起注意的普遍问题。 
    1.2 预应力的探伤问题
    (1)利用声纳技术检查预应力筋(无粘结和有粘结筋)的损伤情况。加拿大、英国、美国均已着手进行这项劳动并取得重要效果。 
    (2)灌浆饱和性的检查。 
    德国SUSPA公司使用专门的“内窥镜”简易仪器进行探测,只要在检查部位打一个小洞用“内窥镜”可看到灌浆保满性。 
    1.3 有粘结预应力砼灌浆技术的改革。水灰比降到0.27-0.3,有很高的流动性和很低的泌水率,并且不需要压力就能到达远比普通灌浆好的效果。该劳动由荷兰水泥产业协会(VNC)研究完成。灌浆质料除水泥外另加入某些超塑性添加剂等质料 
    1.4 预应力技术新工艺——介于先张拉法和后张拉法之间的工艺新的预应力工艺是在浇捣砼尚未凝固的时候施加预应力,砼在压力的情况下凝结。这种施加预应力需要用特殊的可滑动的模板及能把压力传给砼的装置,该要领由乌克兰的工程师发明。该种要领可使同样配筋率情况下提高梁的承载力25-34%、柱的承载力75%.抗裂度稳定。该要领已在重达30吨的桥梁构件中使用。 
    1.5 预应力砼路面技术应用越来越多的高品级路面使用砼,以其取代沥青路面,其重要特点是维修用度低。现在每年建造约有2500KM的普通钢筋砼路面的主要问题是由于接缝多使得车辆行驶不舒服。预应力砼可解决这个问题。使用预应力砼路面几百米才设置接缝(甚至不需要接缝)。同时预应力砼路面不开裂。使用对角线和曲线形预应力筋、锚固在预制的边梁上,使得连续浇砼得以进行。预制边梁可作为滑模,预应力筋可取代(甚至全部取代)普通钢筋。预应力砼路面有广阔成长前景。印度以每年10%的增长速度使用预应力砼路面。 
    1.6 预应力砼结构在建筑工程中进一步使用与会专家普遍认为预应力砼结构在桥梁建筑中取得更大成绩和进展。相比之下,建筑领域应用的不敷广泛。预应力砼结构能够体现建筑技术最主要的二个特征即使用灵活和经济合理性。但在很多国家由于技术、建筑、规范和教育诸多原因,使得很多用预应力技术为更优方案的工程设计,没有接纳预应力技术。 
    这是很可惜的。专家呼吁,在建筑领域应在更多国家、地区、在更多工程使用预应力技术。
    1.7 预应力砼技术在深基坑开挖、边坡稳定、大面积重荷载基础底板、高层建筑转换梁和转换板、加固工程、大型结构吊装就位等领域应用也很普遍,会议在这些方面展示了不少工程实例。 
    2 预应力砼结构抗震问题当前国际砼结构工程界对预应力砼结构抗震问题赐与很大的重视。日本方面,在1995年神户——大坂地动之后,结合砼结构(包括预应力砼结构)在地动中的实际体现进行了观察并作了大量研究劳动。其它国家也作了不少研究劳动,现就本次会议这方面的有关内容简介如下:
    (一)日本经验:预应力砼结构在日本大坂——神户地动中的体现良好,题为《预应力砼结构的动力性能》对该地动区域100栋预应力砼结构进行观察和研究。文中指出,这100栋屋子其中10栋是预制预应力砼结构,90栋是现浇预应力砼结构。100栋中,仅有一栋受到严重损坏,其余99栋状态非常好。作者将这100栋屋子分为五类以现场的记录的地动波对这五种类型屋子进行线性动力剖析和非线性动力计算剖析。计算剖析结果和现场结构的地动反应体现类似,其结论是凭据1981年日本建筑规范按强柱弱梁强度型的设计的预应力砼建筑抗震机理和性能良好。 
    日本大坂——神户地动证明,预应力结构在地动区是能够应用的,和普通钢筋砼结构一样,需要的是合适的设计和施工。 
    (二)接纳竖向预应力加固普通钢筋砼柱提高砼结构抗震性能。
    在1995年日本神户——大坂地动中,地动水平加速度到达重力加速度的量值,相当多的普通钢筋砼柱被破坏。接纳竖向预应力砼柱,可以提高柱的抵抗水平荷载的能力,同时在地动之后又能很快的回复复兴。 
    ——实际地动破坏多产生大震之后 的结构变形带来非结构局部的破坏,接纳预应力结构,在地动卸荷之后能迅速回复复兴,制止结构及非结构的破坏。 
    (三)新西兰经验——预制预应力砼有良好的抗震性能,在新西兰得到广泛应用。 
    新西兰是地动高发区,对付结构抗震要求相当严格。接纳预制预应力砼结构,最大优点是能在构件选择的部位在地行动用时产生屈服,孕育产生塑性铰,提高整个结构的延性和耗能能力,而制止损坏。因而具有良好抗震性能。接纳能量设计要领和预制构件合适的安置要领建造的预制预应力砼结构在新西兰得到普遍使用,具有工程质量高、节约现场劳动力及模板以及缩短工程工期各方面效益。 
    总之,预应力砼结构(预制的和现浇的)不但是楼盖结构,还是抗侧力的框架结构都可以在地动区使用,其设计主要要求是“强柱弱梁”,在地动时,使塑性铰主要产生在楼盖部位。 
    3 预应力砼技术在一些典范建筑工程使用的实例。
    (一)日本阿沙加市政中心体育馆。直径110m的拱型层顶,复盖土重50-60KN/m2.接纳预制预应力拱梁——板结构,组装时用30根环形预应力大束,每束张拉力为8070KN.凭据荷载进行三次张拉。工程进行了动力剖析,并有数百个应力和应变试点,检测结果和计算吻合。该工程是日本最大的地下拱型运动场建筑。该工程获得国际预应力协会1998年大奖。 
    (二)法国斯特拉斯堡欧洲议会中心。
    法国斯特拉斯堡欧洲议会中心建筑是一座应用现代砼和预应力结构技术实现新型的建筑艺术的优秀建筑例子。 
    该议会中心21层高为72m,直径为94m,从地动要求,该工程务必是一座无伸缩缝的环形建筑。而只有建造对楼板施加环向预应力才华满足结构在地行动用时应力和变形要求,从而实现建筑美学对该建筑物造型的要求。同时该建筑物的高度不克超出相近的教堂,接纳预应力楼板减少结构高度。 
    由于该建筑在环向和径向都有剪力墙,为使楼板建立有效的预应力,环形楼板分为四组,分别浇注和张拉,砼接纳C30,仅4-5天到达C21-C23MPa即可张拉。 
    该工程环形预应力工艺接纳了游动型锚具等新型工艺,包管预应力施工的质量和速度。 
    (三)泰国曼谷Aman Atrium大厦。
    该大厦为28层(包括3层地下室)商业综合建筑,建筑面积为6万m2.建筑长度为80m,开间为8.2m,横断面中间跨为9.7m,向二边各挑出4.9m的平台。建筑的内部安排和外部造型要求使用预应力平板。接纳直径为12.7mm无粘结预应力束,在横向集中在柱上扁梁布束,纵向均匀安排。板厚20cm,以长度偏向平均计算纵、横向各为2.9束/m.80m偏向没有伸缩缝,仅设置后浇带。 
    (四)马来西亚一座高310m计76层,建筑面积为230000m2的建筑,用预应力扁梁(跨度17m)和预应力板结构,板跨度为6m、板厚14cm,为有粘结预应力4j15@1500.(五)日本Ohgishima储汽罐拱型屋面的设计和施工。 
    该油灌直径为45m,高度为37.8m.从技术经济指标上,接纳预应力园拱屋面为优,截面高度为600mm(支座处为1250mm)。从施工角度屋顶如接纳原位浇捣,高达37.5m,模板支撑工程量大、耗费很多。该工程接纳地面浇注、整体提升的要领。设计要计算拱型屋顶自重作用、提升过程和安置就位的应力以及预应力筋孕育产生的应力(特别是环形应力)。工程接纳在半径为20.0m-21.5m处设置5*26j15.2预应力筋。设计还进行了动力计算(水平动力系数0.15,地动加速度150gal)。整体提升使用16台VSL公司的千斤顶,拱顶总重为40500KN.(六)西班牙巴塞诺拿贸易中心跨度为70m的预应力T型屋架。 
    贸易中心主体为二个大型大跨度建筑,其跨度均为70m,其长度一跨为70m,另一跨为23m,加上帮助建筑,总面积为47672m2.70m跨度的T型屋架,沿屋架偏向是变高度和变宽度,最大高度为4m.中间主助宽度为0.35m,到二端支座宽度为0.4-0.8.中间主助配有10*15j15的预应力筋。屋架的支座和二侧宽度各为10m和20m的砼框架相连。屋架地面预制,然后提升。 
    4 会议给我们的启示
    (一)积极加入国际砼技术交流。我国是成长中国家,近年来成长速度和发达国家建筑市场几乎饱和相比,我国土木工程投资方面、建设规模方面在世界上可排入前列。在砼工程技术、预应力技术应用方面近年有巨猛进取,完成大量杰出的土木工程设计和施工。但在该次会议中我们仅有十多位代表加入会议,文章也寥寥无几,没有一个工程入选1998年预应力砼协会大奖(大奖工程共有27项),这和我们这个土木建设大国不相称。日本有200多名代表加入,会议上通告大量论文。建议我国砼工程界要积极总结经验,加入国际交流,要遇上世界经济技术一体化的潮流。2002年国际砼工程大会在日本召开,到时我国应有强大阵容的代表和充裕的著述加入会议。争取2006年国际砼大会在我国召开也是有可能的。 
    (二)统一砼学术团体组织,加强砼技术和预应力技术研究、成长全国性的技术交流和组织劳动。国际 
    预应力协会和欧洲砼协会已合并为国际砼协会,以更有利于技术交流和成长。我国这方面组织单位多、力量疏散。建议应建立统一的组织,其劳动不克局限于每年(或每二年)开一、二次交流会议。应组织在关键技术问题攻关,提出设计施工建议,组织推广技术劳动等等。 
    (三)加强科研劳动,和发达国家相比,我们砼工程(包括预应力砼工程)的研究相对落后,凭借我们已有的强大步队,和一些单位在预应力技术推广应用中的创收实力完全可以包袱和完成重要的科研任务。 
    (四)建立大型强有力的预应力砼工程公司。国际上已有若干著名大型预应力砼公司(如法国Freyssinet、瑞士VSL、荷兰DIANA、德国DSI、英国BBR等)实力雄厚,包袱国际上重大预应力砼工程,并担负新技术开发研究。我国大规模土木工程、建设规模和疏散的预应力工程设计施工状态很不适应。在当前国企和科研体系改制过程中,建立大型预应力砼公司是非常须要的,当前国际上几家大型预应力公司已经虎视耽耽,已登岸占领我国市场,虽然我们应欢迎他们的到来,同时也要以此为契机加速我国自己的步队建设和成长壮大自己的力量。

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