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宗德林：先張法預應力在美國的應用及對中國預制業(yè)的建議

將預應力的概念用于混凝土結構是美國工程師P.H.杰克孫于1886年首先提出的，1928年法國工程師E.弗雷西內(nèi)提出必須采用高強鋼材和高強混凝土以減少混凝土收縮與徐變（蠕變）所造成的預應力損失，使混凝土構件長期保持預壓應力之后，預應力混凝土才開始進入實用階段。1939年奧地利的V.恩佩格提出對普通鋼筋混凝土附加少量預應力高強鋼絲以改善裂縫和撓度性狀的部分預應力新概念。1940年，英國的埃伯利斯進一步提出預應力混凝土結構的預應力與非預應力配筋都可以采用高強鋼絲的建議。

預應力混凝土的大量采用是在1945年第二次世界大戰(zhàn)結束之后，當時西歐面臨大量戰(zhàn)后恢復工作。由于鋼材奇缺，一些傳統(tǒng)上采用鋼結構的工程以預應力混凝土代替。開始用于公路橋梁和工業(yè)廠房，逐步擴大到公共建筑和其他工程領域。但真正大量的應用是從美國開始.同時對美國預制業(yè)也是非常重要的一環(huán). 至今仍沒有改變。而美國 PCI協(xié)會的原名是"預應力混凝土協(xié)會". 直到1989年才正式改成"預制-預應力混凝土協(xié)會"。

根據(jù)制作、設計和施工的特點，預應力混凝土可以有不同的分類。一般分為先張法與后張法。

先張法（pretensioning type）是制作預應力混凝土構件時，先張拉預應力鋼筋后澆混凝土的一種方法；而后張法（post—tensioning type）是先澆灌混凝土，待混凝土達到規(guī)定強度后再張拉預應力鋼筋的一種預加應力方法。

先張法預應力產(chǎn)品在美國的應用

先張法預應力的應用是美國預制業(yè)在高度競爭的利伯維爾場能繼續(xù)發(fā)展的重要因素. 利用預應力增加板、梁、墻的跨度，簡化結構體，提供大開間，降低成本，縮短工期，增加經(jīng)濟效益成了業(yè)主選擇使用預制構件的要素。而板、梁、墻、柱的先張法預應力長生產(chǎn)線成了美國預制廠必備的生產(chǎn)工具。

預制預應力結構體系也成為一個重要的體系.有著現(xiàn)澆混凝土及鋼結構無法比較的優(yōu)點。主要的產(chǎn)品是預應力空心樓板，雙T版及預應力梁組成的水平結構體系。

預應力空心樓板由Hnry Nagy在1953年發(fā)展出來。當時最大板厚是20公分. 最大跨度約9米，經(jīng)過60年的發(fā)展，現(xiàn)在最大板厚達到40公分，最大跨度約20米。現(xiàn)在全世界大約有六家比較有規(guī)模生產(chǎn)此種產(chǎn)品的機器。預應力空心樓板已發(fā)展成歐美二十米跨度以下主要的樓板。不論在防振、防火、隔音方面都是一種高級結構材料。而現(xiàn)在中國發(fā)展的迭合板在美國是完全絕跡的，主要也是在經(jīng)濟性，及使用性能上無法與預應力空心樓板相比。很可惜因為空心樓板在中國的濫用及早期結構體系的不完善使得另一種在歐美廣泛使用的高級結構材料成了一種大家不認可的建材。而在大家現(xiàn)在最關注的住宅產(chǎn)業(yè)化中,迭合板及預應力空心樓板因該有共存的可能。迭合板用在廁所及廚房跨度小及管線較多的地方。預應力空心樓板用在其他房間，完全取消次梁及一些內(nèi)墻。增加房屋隔間的靈活度。

雙T板由Harry Edwards在1952年發(fā)展出來。當時寬度2.4米，最大跨度大約15米。經(jīng)過近60年的發(fā)展。寬度從2.4米、3米、3.6米達到4.5米。跨度也達到40米。現(xiàn)今已成為工業(yè)建筑及立體停車埸主要的樓板。尤其是使用雙T板的全預制立體停車場在美國有其獨占性。至今仍沒有其他建材能有效的取代它。中國近期的雙一T板發(fā)展的很快，可惜仍走著單一模具生產(chǎn)方式及加了一些加強措施.不能像美國長線生產(chǎn)的靈活使用。我建議下一步應與美國接軌，簡化設計.成為一個真正沒有模具限制的預應力材料。中國的雙T板很可能發(fā)展成預制工廠的必備生產(chǎn)線之一。

美國長線生產(chǎn)產(chǎn)品簡介

除了預力梁及空心樓板以外下列介紹的先張法預應力生產(chǎn)長線生產(chǎn)摸具本身就是張拉臺。不須要另外的張拉座，模具本身可以移至其他地方生產(chǎn)。美國的生產(chǎn)方式與歐洲的機械化流水線另外最大的不同是只要氣侯許可都可在室外生產(chǎn)，而生產(chǎn)線本身是零故障的生產(chǎn)模具。

宗德林：先張法預應力在美國的應用及對中國預制業(yè)的建議

工程實例-立體停車場

美國立體停車場是最能顯示出先張法預制構件的優(yōu)勢。下面的例子是一棟九層樓,當?shù)貎和t(yī)院只供員工停車的停車埸.大約百分之九十的構件都用了預應力.結構件和裝飾件都合而為一。使用19m的雙T板、柱距10.8m。所有的粱大約10.5m，所有內(nèi)墻(水平或垂重)大約230mm 厚，長度由6.4m至12.8m。柱子由6.4m至12.8m.使用剪力墻承受所有的水平力。梁和柱使用簡支節(jié)點，只承受垂直力不承受水平力。這與中國的設計規(guī)定并不相同。但美國有完整的理論來支持，所以沒有安全問題.結構體系對地震的反應不會因為任何規(guī)范而有所改變。

宗德林：先張法預應力在美國的應用及對中國預制業(yè)的建議

結論

近幾年由于政府對住宅產(chǎn)業(yè)化的推動，使快要消失的預制業(yè)重新又有了第二生命的機會。如果我們希望這次能正常的成長。一定要改變發(fā)展方，不能只夠住宅尤其是公租房做為建廠的目標.要在工業(yè)，商業(yè),公共建筑方面同時發(fā)展。工廠一定要有靈活性。不要迷信靠機器的流水線，而人力的流水線才是最可靠的方式。而預應力的充份使用，發(fā)展出現(xiàn)澆混凝土及鋼結構無法抗衡及有經(jīng)濟力的體系也非常重要.一窩蜂的追求自動化的流水線，生產(chǎn)出沒有變化及沒有競爭力的產(chǎn)品。這種形式的預制工廠變成大企業(yè)下一個可有可無的附屬品。而以預制業(yè)為專一事業(yè)的企業(yè)沒有了生存的空間，在一陣風以后，預制業(yè)有可能成為中國施工史上的回憶。

（編輯：奚雅青）