預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)前面臨的問(wèn)題和對(duì)策

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摘要：  預(yù)應(yīng)力混凝土是在第二次世界大戰(zhàn)后迫切要求恢復(fù)戰(zhàn)爭(zhēng)創(chuàng)傷、從西歐迅速 發(fā)展 起來(lái)的。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，從 理論 、材料、工藝到土建工程的各種 應(yīng)用 ，都取得了極其巨大的發(fā)展與成就。尤其是隨著部分預(yù)應(yīng)力概念的逐步成熟，突破了混凝土不得受拉與開(kāi)裂的約束，大大擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍。 目前 預(yù)應(yīng)力混凝土已成為國(guó)內(nèi)外土建工程最主要的一種結(jié)構(gòu)材料，而且預(yù)應(yīng)力技術(shù)已擴(kuò)大應(yīng)用到型鋼、磚、石、木等各種結(jié)構(gòu)材料，并用以處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工中、用常規(guī)技術(shù)難以解決的各種疑難 問(wèn)題 。　 　關(guān)鍵詞：  預(yù)應(yīng)力 混凝土結(jié)構(gòu)1 前言預(yù)應(yīng)力混凝土是在第二次世界大戰(zhàn)后迫切要求恢復(fù)戰(zhàn)爭(zhēng)創(chuàng)傷、從西歐迅速發(fā)展起來(lái)的。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，從理論、材料、工藝到土建工程的各種應(yīng)用，都取得了極其巨大的發(fā)展與成就。尤其是隨著部分預(yù)應(yīng)力概念的逐步成熟，突破了混凝土不得受拉與開(kāi)裂的約束，大大擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍。目前預(yù)應(yīng)力混凝土已成為國(guó)內(nèi)外土建工程最主要的一種結(jié)構(gòu)材料，而且預(yù)應(yīng)力技術(shù)已擴(kuò)大應(yīng)用到型鋼、磚、石、木等各種結(jié)構(gòu)材料，并用以處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工中、用常規(guī)技術(shù)難以解決的各種疑難問(wèn)題。我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土的起步比西歐大約晚10年，但由大規(guī)模建設(shè)的需要，不僅發(fā)展快，而且應(yīng)用數(shù)量極為龐大。據(jù)1995年的不完全統(tǒng)計(jì)：采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件建造的各種單層 工業(yè) 廠房總面積達(dá)10億㎡，建造的城鎮(zhèn)住宅和 農(nóng)村 房屋超過(guò)30億㎡，建造的40m跨徑以內(nèi)的鐵路橋梁達(dá)30000孔，新建的公路和城市橋梁中，20m跨以上的占到85%以上。上述成就既對(duì)我國(guó)過(guò)去幾個(gè)“五年計(jì)劃”的基本.建設(shè)作出了巨大貢獻(xiàn)，又為國(guó)家節(jié)約了大量鋼、木材料。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)高強(qiáng)鋼材生產(chǎn)好轉(zhuǎn)，為發(fā)展高效預(yù)應(yīng)力混凝土追趕國(guó)際水平，創(chuàng)造了條件。近十幾年來(lái)，在應(yīng)用高效預(yù)應(yīng)力混凝土方面取得了較大的進(jìn)展。各種橋梁結(jié)構(gòu)的型式、跨徑和施工 方法 都有了很大進(jìn)步。預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支架的 經(jīng)濟(jì) 跨度：鐵道橋架已擴(kuò)大到 40m；公路與城市橋梁擴(kuò)大到50m；預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋最大達(dá)270m；大跨度斜拉橋的跨徑：預(yù)應(yīng)力混凝土橋面的達(dá)432m（銅陵長(zhǎng)江大橋），鋼與混凝土結(jié)合橋面的最大達(dá) 602m（楊浦大橋）。橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)前面臨的問(wèn)題主要是如何提高質(zhì)量，特別是耐久性問(wèn)題，而不再經(jīng)濟(jì)不經(jīng)濟(jì)、用與不用的問(wèn)題了。高效預(yù)應(yīng)力混凝土在房屋建筑中的應(yīng)用由于房屋建筑本身的特殊性，目前仍處于由低強(qiáng)鋼材向高強(qiáng)鋼材、向高效預(yù)應(yīng)力混凝土過(guò)渡的階段，出現(xiàn)現(xiàn)澆后張熱、預(yù)制先張冷的現(xiàn)象，發(fā)展很不平衡，前景也不太明朗。2 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展為什么停滯不前和就地現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的建造方法相比，預(yù)制裝配是一種新的建造技術(shù)。這一新技術(shù)的真正突破是在二次大戰(zhàn)后的40年代后期，當(dāng)時(shí)西歐大量重建工作急需進(jìn)行，特別是住宅房屋和橋梁結(jié)構(gòu)。五十年來(lái)，預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)在各國(guó)的發(fā)展不很平衡?？偟膩?lái)講，預(yù)制預(yù)應(yīng)力橋梁，由于經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，已為世界各國(guó)普遍采用，即使是以鋼結(jié)構(gòu)為主的美國(guó)，50m以內(nèi)跨徑的預(yù)制預(yù)應(yīng)力橋，近年也已經(jīng)占到新建橋梁的50%以上，而鋼結(jié)構(gòu)的則下降到25％；預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土在房屋建筑中的優(yōu)勢(shì)不如橋梁結(jié)構(gòu)明顯，應(yīng)用可分為預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件（如多孔空心板、雙T板等）的應(yīng)用和預(yù)制體系房屋建筑中的應(yīng)用兩個(gè)方面。2.1 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件國(guó)際上的預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，種類很多，但經(jīng)多年實(shí)踐和淘汰，認(rèn)為用途廣、經(jīng)濟(jì)性好的構(gòu)件最主要的有多孔空心板和雙T扳兩種，用于各類房屋的樓蓋與屋蓋。多孔空心板與實(shí)心板相比，可節(jié)約混凝土大約50％和鋼材30%.過(guò)去150～200㎜厚的板主要用于6－12m跨的預(yù)制或有現(xiàn)澆面層的迭合樓蓋。目前北歐和西歐在辦公或其他類似房屋中，厚400mm的多孔空心板已用到17m跨、厚500㎜的板已用到 2lm跨，跨高比 l/h=42，是非常薄的樓蓋。采用纖維高性能高強(qiáng)混凝土和密肋形式截面，北歐已生產(chǎn)出板厚儀為20㎜，跨度達(dá)6～30m的輕型屋蓋板，板目重僅100～200kg/㎡. 用折線配筋先張法生產(chǎn)的雙T與單T板是50年代初期從美國(guó)開(kāi)發(fā)出來(lái)長(zhǎng)跨樓（屋）蓋構(gòu)件，雙T板常用跨度為10～25m，單T板近年已少用。雙T板最初的截面寬僅1.22m，肋高0.46m.“以后隨著生產(chǎn)技術(shù)和混凝土強(qiáng)度的提高，截面逐步加寬加高，以提高經(jīng)濟(jì)效率。到90年代，最大截面加寬到3.66m，肋高加大到0.80m.當(dāng)采用3.05m寬板代替2.44m寬板時(shí)，由于工、料、搬運(yùn)、安裝等費(fèi)用的節(jié)約，每辦板造價(jià)可大約節(jié)約17%.這兩種構(gòu)件既能代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)材料的大跨度樓（屋）蓋構(gòu)件，又能充分發(fā)揮預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土的潛在優(yōu)勢(shì)，因此具有強(qiáng)大的生命力，在美、加、西歐、北歐各國(guó)久盛不衰。2.2 預(yù)制裝配式房屋結(jié)構(gòu)有獨(dú)特的設(shè)計(jì)建造原則預(yù)制裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土房屋結(jié)構(gòu)有它自身的 規(guī)律 性和特點(diǎn)，要求采用與現(xiàn)澆混凝土房屋結(jié)構(gòu)不同的設(shè)計(jì)建造的原則。人們往往把預(yù)制裝配式混凝土房屋誤認(rèn)為只是現(xiàn)澆房屋結(jié)構(gòu)的另一種施工方法的替代產(chǎn)品，亦即預(yù)制意味著只是結(jié)構(gòu)的一部分改在預(yù)制工廠生產(chǎn)，然后再運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，使得盡可能滿足原來(lái)按現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。這種觀點(diǎn)實(shí)際上是錯(cuò)誤的，和一開(kāi)始就考慮預(yù)制特點(diǎn)要求的預(yù)制方案相比，不僅設(shè)計(jì)質(zhì)量差，還會(huì)給施工帶來(lái)麻煩和困難，由于預(yù)制與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系各有自身的特點(diǎn)，會(huì)或多或少地 影響 結(jié)構(gòu)的平面布置、層高、穩(wěn)定性和靜力體系等等。為此，對(duì)預(yù)制房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從一開(kāi)始就應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求與特點(diǎn)，選用相應(yīng)的預(yù)制結(jié)構(gòu)體系方案。預(yù)制預(yù)應(yīng)力房屋不一定全用預(yù)制，也可以用現(xiàn)澆混凝土作為梁、板、柱連續(xù)的接頭或作為現(xiàn)澆面以減輕預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸安裝時(shí)的自重，這種預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的所謂“半裝配式”結(jié)構(gòu)兼有預(yù)制與現(xiàn)澆兩者的優(yōu)點(diǎn)，基本上排除了兩者的弱點(diǎn)，避免了預(yù)制構(gòu)件連結(jié)的困難，又不需要現(xiàn)饒的模板與支撐。過(guò)去許多個(gè)別設(shè)計(jì)的預(yù)制混凝土房屋或預(yù)制混凝土體系建筑之所以失敗和被淘汰，其原因就在這里。為了對(duì)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土房屋建筑的設(shè)計(jì)提供幫助，國(guó)際上的一些學(xué)術(shù)團(tuán)體，如FIP（國(guó)際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)）、PCI（美國(guó)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)）等都編制有專門(mén)的設(shè)計(jì)手冊(cè)；一些標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的生產(chǎn)廠，也都編制有專用的設(shè)計(jì)手冊(cè)，作為設(shè)計(jì) 參考 之用。2.3我國(guó)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土的發(fā)展為什么衰落我國(guó)建工部門(mén)過(guò)去采用的以低強(qiáng)鋼材為主筋的預(yù)制預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，主要有三方面的用途。首先是用于單層工業(yè)廠房屋蓋的屋架、屋面梁和大型屋面板，第二是用于城鎮(zhèn)的多層住宅和農(nóng)村房屋樓（屋）蓋的短跨多孔空心板，第三是用于城市多層和高層住宅的小開(kāi)間大板體系建筑的墻板和樓板。上述構(gòu)件基本上都是從代用的角度發(fā)展起來(lái)的，例如以預(yù)制混凝土屋架代替鋼屋架，以多孔空心板代替木樓蓋，以解決鋼材、木材供應(yīng)的困難，并不能發(fā)揮預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土的潛力。80年代高強(qiáng)鋼材充分供應(yīng)后，對(duì)這些早期形式的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系又沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行更新?lián)Q代，在經(jīng)濟(jì)上難以和其他結(jié)構(gòu)競(jìng)爭(zhēng)，以致工業(yè)廠房（倉(cāng)庫(kù)食堂等）屋蓋逐步為鋼網(wǎng)架和輕鋼結(jié)構(gòu)屋蓋所代替，民用建筑中的樓（屋）蓋除農(nóng)村地區(qū)仍少量采用外，城鎮(zhèn)建筑的多層樓（屋）蓋已大都改用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)之所以衰退的原因主要還是技術(shù)上的，首先是構(gòu)件跨度太小，形式陳舊，不能發(fā)揮預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)勢(shì)；其次是缺乏對(duì)預(yù)制房屋結(jié)構(gòu)知識(shí)，例如大板多層和高層公寓建筑，就由于開(kāi)間太小，承重墻過(guò)多，加之預(yù)制構(gòu)件連結(jié)困難，用鋼量太大，缺乏經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力而受到淘汰?？梢?jiàn)我國(guó)預(yù)制混凝土難以持續(xù)發(fā)展并不意味著預(yù)制預(yù)應(yīng)力建筑的‘'山窮水盡“，只要進(jìn)行技術(shù)革新，采用新技術(shù)就大有發(fā)展前途。3 現(xiàn)談后張無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土為什么造價(jià)偏高3.l 預(yù)制與現(xiàn)澆、先張與后張各有合理應(yīng)用范圍近十幾年來(lái)，現(xiàn)澆后張結(jié)構(gòu)與單根鋼絞線無(wú)粘結(jié)筋的應(yīng)用已成為房建部門(mén)的熱點(diǎn)。作為填補(bǔ)技術(shù)空白、追趕國(guó)際水平，無(wú)疑這是正確的、必要的，但現(xiàn)澆與預(yù)制、后張與先張結(jié)構(gòu)、有粘結(jié)與無(wú)粘結(jié)筋的應(yīng)用，各有利弊，各有合理應(yīng)用范圍。此外，用預(yù)制先張構(gòu)件建造半裝配式結(jié)構(gòu)時(shí)，就兼有預(yù)制與現(xiàn)澆、先張與后張的優(yōu)點(diǎn)?；旧吓懦爽F(xiàn)澆需要模板、預(yù)制構(gòu)件連接困難的問(wèn)題。3.2 現(xiàn)澆無(wú)粘結(jié)雙向平板是國(guó)際公認(rèn)的最 經(jīng)濟(jì) 的大柱網(wǎng)樓板現(xiàn)澆無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力雙向平板是美國(guó)針對(duì)多層、高層建筑中要求采用大柱網(wǎng)樓蓋 發(fā)展 起來(lái)的。這種用單根張錨的無(wú)粘結(jié)鋼絞線筋的主要優(yōu)點(diǎn)在于噸位小，有利于在板類結(jié)構(gòu)中分散布筋，也有利于增大預(yù)應(yīng)力筋的偏心距與抗彎力臂；張拉設(shè)備輕，施工方便。這種無(wú)粘結(jié)雙向平板可以做得比較薄，一般8m×8m辦公樓房的厚度僅為20㎝，有利于降低建筑層高；同時(shí)用鋼量少，造價(jià)低，因之具有強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)而成為美國(guó)用量最廣的一種結(jié)構(gòu)體系?，F(xiàn)將辦公房與公寓用的兩種無(wú)粘結(jié)雙向板的尺寸和用鋼量列入表1. 由表1可見(jiàn)這種雙向無(wú)粘結(jié)平板的用鋼量是很省的，即使是 12.8×12.8m柱網(wǎng)的雙向密肋（WalleSlab）板（肋高43cm）和 13.4m × 9.1m 的寬扁梁雙向平板（梁寬 114cm，和梁高 40cm），總用鋼量亦分別僅為 4.94kg/㎡（內(nèi)中預(yù)應(yīng)力筋3.18kg/㎡，普通鋼筋1.76kg/㎡）和6.17kglmz（內(nèi)中預(yù)應(yīng)力筋4.16kglmz，普通鋼筋2.01kg/㎡）。上述用鋼量數(shù)字與 Malk Fintel著混凝土工程手冊(cè)以及美國(guó)其他書(shū)刊所列的數(shù)據(jù)基本上是一致的，是可靠的。3.3 我國(guó)現(xiàn)澆無(wú)粘結(jié)平板價(jià)格高的原困和解決辦法我國(guó)現(xiàn)澆后張無(wú)粘結(jié)雙向平板造價(jià)偏貴的原因在于普通鋼筋用量太多，而無(wú)粘結(jié)筋用量與國(guó)外相比差別不太大。普鋼用量大大是由于對(duì)無(wú)粘結(jié)筋耐久性的擔(dān)心，作為強(qiáng)度的第二道防線，因?yàn)楝F(xiàn)有工藝還不能完全滿足全封閉防水的要求。當(dāng)然，設(shè)計(jì)、施工缺乏經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)規(guī)章制度不全、缺少有效的監(jiān)督管理體制等等也都是原因。要降低普通鋼筋用量，一方面要投人力量認(rèn)真解決單根鋼絞線無(wú)粘結(jié)束成套裝置的全封閉防水 問(wèn)題 ，包括張拉端和固定端錨具與束的全封閉連接做法和提高塑料套管的韌性與強(qiáng)度，并取用ф12.7㎜鋼絞線代替十ф15.4㎜的鋼絞線以減少在工程 應(yīng)用 中來(lái)與束的間距；另一方面，要努力 學(xué)習(xí) 和掌握國(guó)外設(shè)計(jì)、施工技術(shù)和有關(guān)規(guī)章制度，這些都是通過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn) 總結(jié) ，可以直接套用，作到迎頭趕上，從而避免“從零開(kāi)始”、“前無(wú)古人”的大量重復(fù)勞動(dòng)。這些困擾無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的問(wèn)題，應(yīng)該都會(huì)很快得到解決，無(wú)粘結(jié)筋不僅會(huì)價(jià)廉物美地大量用于平板結(jié)構(gòu)，也會(huì)較多應(yīng)用于其他結(jié)構(gòu)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的灌漿有料結(jié)后張預(yù)應(yīng)力筋。4 預(yù)應(yīng)力混凝土要知識(shí)更新和技術(shù)改造我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土的知識(shí)來(lái)源于50年代初期蘇聯(lián)的規(guī)范與教材，由于采用冷處理普通鋼筋作為預(yù)應(yīng)力筋，生產(chǎn)工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，符合我國(guó)國(guó)情，有利于捉進(jìn)我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土的迅速發(fā)展。另一方面，當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)際上是針對(duì)構(gòu)件的截面核算，而很少涉及構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；教科書(shū)只是規(guī)范條文和公式的解釋而不是從學(xué)科出發(fā)編寫(xiě)的，具體表現(xiàn)為公式多、符號(hào)多、規(guī)定多、 計(jì)算 繁雜，令人難以.形成概念，更得不到學(xué)科性、系統(tǒng)性的學(xué)識(shí)。我國(guó)編制的規(guī)范與編寫(xiě)的教科書(shū)雖經(jīng)幾次修改與提高，有所發(fā)展與前進(jìn)，但從總體來(lái)講，由于種種原因，沒(méi)有跟上 時(shí)代 的步伐，沒(méi)有能擺脫50年代原蘇聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土規(guī)范的實(shí)質(zhì)。與國(guó)外采用高強(qiáng)鋼材與彈性 理論 的 現(xiàn)代 預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)識(shí)相比，差距較大，既不利于學(xué)習(xí)和掌握，也不能適應(yīng)現(xiàn)代化工程建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用的需要。值此即將加入世貿(mào)組織（WTO）、國(guó)際建筑力量競(jìng)爭(zhēng)日益加劇之際，對(duì)我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)水平應(yīng)有一個(gè)清醒的評(píng)價(jià)。與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比，我國(guó)的差距是多方面，現(xiàn)僅舉出幾個(gè)方面的問(wèn)題進(jìn)行 分析 討論，來(lái)說(shuō)明知識(shí)更新的必要性。4.1 彈性理論與設(shè)計(jì)計(jì)算 方法 預(yù)加應(yīng)力的目的主要在于提高使用荷載下構(gòu)件的性狀?，F(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)（包括截面形狀、尺寸和預(yù)應(yīng)力筋），國(guó)際上一般都是按使用荷載下混凝土與鋼材應(yīng)力不超過(guò)容許應(yīng)力限值確定的。這些應(yīng)力限值是材料實(shí)際強(qiáng)度的某一百分率。由于在使用荷載了混凝土和鋼材的應(yīng)力都相對(duì)較低，可以假定兩者都具有彈性性能，因此應(yīng)力的計(jì)算采用材料力學(xué)彈性計(jì)算公式是合乎邏輯的。盡管截面是以容許應(yīng)力為基礎(chǔ)確定的，但也要枚核有足夠的極限強(qiáng)度，以及校核使用荷載下的構(gòu)件撓度與抗裂性。如極限強(qiáng)度不足，可以增加普通鋼筋彌補(bǔ)。預(yù)應(yīng)力筋的初始張拉應(yīng)力可按使用荷載下要求的總預(yù)加力，通過(guò)永存預(yù)應(yīng)力（一般選用0.55～0.6fpu）反算來(lái)確定，張拉應(yīng)力值可造當(dāng)調(diào)整以滿足對(duì)摩擦損失和永存預(yù)應(yīng)力的要求。50年代原蘇聯(lián)的規(guī)范與教材，熱衷于推廣破損階段設(shè)計(jì)法而排斥、否定用彈性理論的容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法，這對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)計(jì)算造成很大困難，形成既要避免采用許可應(yīng)力法（稱之為舊法）而事實(shí)上又不得不采用的尷尬局面。當(dāng)時(shí)為什么要提出要用δan（即相當(dāng)于混凝土應(yīng)力為0時(shí)預(yù)應(yīng)力筋中的預(yù)應(yīng)力）這一抽象的概念？為什么用嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫和一般要求不出現(xiàn)裂縫來(lái)劃分構(gòu)件預(yù)加應(yīng)力的程度而不直接用應(yīng)力劃分？原因可能就在這里。這就為設(shè)計(jì)計(jì)算帶來(lái)很多麻煩。我國(guó)對(duì)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件截面設(shè)計(jì)一般都是按極限強(qiáng)度確定的，然后再核算使用荷載下的抗裂性與撓度。對(duì)抗裂性的計(jì)算，則以張拉控制應(yīng)力為基點(diǎn)，再求出永存預(yù)應(yīng)力值與抗裂性。這樣的計(jì)算過(guò)程往往要經(jīng)過(guò)多次反復(fù)才能獲得滿意結(jié)果，計(jì)算工作量大。4.2 計(jì)算的繁瑣與簡(jiǎn)化如果對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土的原理、生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)過(guò)程以及各個(gè)階段的預(yù)應(yīng)力損失有所認(rèn)識(shí)與理解，只需用幾個(gè)基本公式就可以計(jì)算直到使用荷載各個(gè)階段的應(yīng)力與變形。國(guó)外教材對(duì)簡(jiǎn)支架預(yù)應(yīng)力截面混凝土應(yīng)力計(jì)算的示意圖只配底面預(yù)應(yīng)力筋以示計(jì)算公式的來(lái)源與應(yīng)用，簡(jiǎn)單明了。因?yàn)閷?duì)高強(qiáng)鋼材而論，都用曲線或拆線筋，須面沒(méi)有配預(yù)應(yīng)力筋必要，普通鋼筋的 影響 理論上該用換算截面，但實(shí)際上多忽略不計(jì)；至于混凝土收縮徐變對(duì)普鋼的影響是 有的，但也忽略不計(jì)。這樣做之后，大大簡(jiǎn)化了公式，對(duì)計(jì)算精度影響很小。因?yàn)楦邚?qiáng)鋼材的配筋率比較小，非預(yù)應(yīng)力普通鋼筋配筋率也小，考慮不考慮，對(duì)截面特征值和所算的混凝土應(yīng)力影響都不大，忽略后仍有足夠的精度。 我國(guó)規(guī)范與教科書(shū)對(duì)簡(jiǎn)文梁截面應(yīng)力計(jì)算的示意圖，底面與項(xiàng)面都配有預(yù)應(yīng)力筋與非預(yù)應(yīng)力普通鋼筋，加之要考慮混凝土收縮徐變對(duì)普通鋼筋引起的壓力，單單計(jì)算預(yù)應(yīng)力的合力與偏心距就不勝其煩，計(jì)算公式之長(zhǎng)，令人望而生畏！所謂精確與簡(jiǎn)化的計(jì)算差距，對(duì)低強(qiáng)鋼材預(yù)應(yīng)力筋的截面應(yīng)力可能達(dá)百分之十幾，但對(duì)采用高強(qiáng)鋼材做預(yù)應(yīng)力筋的截面應(yīng)力一般僅百分之幾而已。裂縫寬度的計(jì)算本來(lái)就不很精確，完全可以名義拉應(yīng)力法來(lái)代替。其他計(jì)算公式也有類似情況，可見(jiàn)我國(guó)設(shè)計(jì)計(jì)算方法的簡(jiǎn)化潛力很大。4.3 技術(shù)名詞與本語(yǔ)應(yīng)該用國(guó)際通用的、正確的名詞替代一些陳舊的、不確切、含義不清的名詞與術(shù)語(yǔ)，例如：用“預(yù)應(yīng)力混凝土”代替“預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土”、用“預(yù)應(yīng)力筋（鋼材）”代替“預(yù)應(yīng)力鋼筋”，因?yàn)殇摻z、鋼絞線并不是鋼筋；用“瞬時(shí)損失”與“長(zhǎng)期損失”代替“混凝土預(yù)壓前（第一批）損失”與“混凝土預(yù)壓后（第二批）損失”：“張拉控制應(yīng)力”應(yīng)改為“初始張拉力”或“千斤頂張拉力”，因?yàn)檎嬲刂祁A(yù)應(yīng)力混凝土性能和設(shè)計(jì)的是“永存預(yù)應(yīng)力”或“最終預(yù)應(yīng)力”；對(duì)嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫、一般要求不出現(xiàn)裂縫和容許出現(xiàn)裂縫是早期的構(gòu)件分類法，應(yīng)改為當(dāng)前國(guó)際通用的“全”預(yù)應(yīng)力混凝土“限值”預(yù)應(yīng)力混凝土和“部分”預(yù)應(yīng)力混凝土的分類。這是幾個(gè)明顯的例子，另外還有一些就不再提了。改用這些術(shù)語(yǔ)與詞組概念明確，與國(guó)際接軌，有利于國(guó)內(nèi)外交流。上述分析，足以說(shuō)明過(guò)去我國(guó)行之有效的材料。理論與技術(shù)已時(shí)過(guò)境遷，落后陳舊。為此，對(duì)過(guò)去圍繞低強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼材發(fā)展起來(lái)的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法、計(jì)算公式、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、生產(chǎn)工藝與施工技術(shù)都有必要知識(shí)更新、轉(zhuǎn)變到以來(lái)用高強(qiáng)鋼材的現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土的軌道上來(lái)。為此建設(shè)從知識(shí)更新、技術(shù)改造出發(fā)，吸收國(guó)際最新理論與技術(shù)成就，編寫(xiě)新的教科書(shū)，闡述現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力混凝土系統(tǒng)理論和世界公認(rèn)的設(shè)計(jì)方法與計(jì)算方法；設(shè)計(jì)規(guī)范也要同步進(jìn)行修改，解決公式多、符號(hào)多、規(guī)定多、概念少、理論少，以及計(jì)算煩瑣，邏輯混亂，難以學(xué)習(xí)和掌握的問(wèn)題，揭開(kāi)預(yù)應(yīng)力混凝土的神秘面紗，為普及學(xué)科知識(shí)、培養(yǎng)大批預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)專業(yè)人才創(chuàng)造條件。5 預(yù)應(yīng)力技術(shù)要知識(shí)普及我國(guó)推廣預(yù)應(yīng)力混凝土已有四十多年的 歷史 ，但普及程度不高，熟悉業(yè)務(wù)的專業(yè)人才不多，即使是一些甲級(jí)大設(shè)計(jì)院，迄今仍只有少數(shù)幾個(gè)專業(yè)工程人員，與60年代相比，進(jìn)展不大。為什么難普及？原因很多，但最主要的是預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)科比較復(fù)雜，涉及領(lǐng)域有高強(qiáng)材料、生產(chǎn)工藝、機(jī)械設(shè)備、設(shè)計(jì)與施工等專業(yè)，而且這些技術(shù)交織在一起很難分開(kāi)，要掌握完整的學(xué)科知識(shí)，難度的確較大。在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，國(guó)外多采用專業(yè)分工與合作的方式進(jìn)行。例如預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土房屋的設(shè)計(jì)應(yīng)與預(yù)制工廠合作；現(xiàn)澆后張預(yù)應(yīng)力混凝土房屋的設(shè)計(jì)應(yīng)與后張技術(shù)專業(yè)公司合作進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此預(yù)應(yīng)力混凝土的大學(xué)教材，都比較簡(jiǎn)單，著重于學(xué)習(xí)預(yù)應(yīng)力混凝土的原理、基本概念與簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)計(jì)算方法及結(jié)構(gòu)應(yīng)用，使讀者能獲得一個(gè)對(duì)專業(yè)的完整的基本知識(shí)。因之對(duì)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算方法力求簡(jiǎn)單、通俗易懂，而不過(guò)分追求精確，等效荷載平衡法，名義拉應(yīng)力法的廣泛應(yīng)用亦就是這個(gè)道理。為了專業(yè)知識(shí)的普及與推廣，也有必要進(jìn)行知識(shí)的更新?lián)Q代。 由于房屋建筑的設(shè)計(jì)，建筑師是關(guān)鍵，因之知識(shí)的普及，對(duì)建筑師只要求了解這種結(jié)構(gòu)的特殊性能、應(yīng)用領(lǐng)域和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，對(duì)結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)，由結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力混凝土知識(shí)一旦為建筑師所掌握，就有可能創(chuàng)造出建筑奇跡，以下舉出兩個(gè)世界頂尖級(jí)建筑物的實(shí)例。 一個(gè)是作為2000年奧運(yùn)會(huì)的標(biāo)志性建筑物——悉尼歌劇院，它是采用預(yù)制混凝土塊體和后張預(yù)應(yīng)力技術(shù)拼裝的大懸臂曲面寬間拱殼結(jié)構(gòu)，如果不用預(yù)應(yīng)力技術(shù)，建造這樣的結(jié)構(gòu)是不可想象的。另一個(gè)是美籍華人貝聿明大師設(shè)計(jì)的、巴黎盧浮宮入口處雄偉壯觀的“金字塔形玻璃建筑物”，就是用三維布置的預(yù)應(yīng)力索以保證這一玻璃建筑的幾個(gè)側(cè)面都是真正的平面，要不是用荷載平衡原理，要做到純平面幾乎是不可能的。