实例解析超长结构预应力设计施工

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1、实例解析超长结构预应力设计施工　　本文结合河南省水利厅防汛调度中心办公楼工程设计、施工实践对超长结构预应力做一探讨。　　关键词：超长多跨连续有粘结预应力梁无粘结预应力板设计方法施工工序　　　　　　1前言　　框架－剪力墙结构作为一种结构形式在结构设计中被广泛采用。随着经济建设的发展以及人们对建筑使用功能要求的日益提高，现代框架－剪力墙结构形式的建筑呈现出以下两个特点：结构形体越来越大，结构　　纵向长度较长；结构跨数多且不设缝，为多跨连续混凝土结构。　　由于框架结构形式在抗震性能上存在一些弱点，使得新的抗震规范对该结构

2、形式的设计，特别是对部分预应力混凝土框架结构的设计方法及计算原则要求比较严格，例如：受力主框架梁宜采用有粘结预应力结构;梁端　　纵向受力钢筋的配筋率不应大于%；梁端混凝土受压区高度和有效高度之比一级不应大于，二三级不应大于等。这些严格的要求和框架结构自身的特点不仅给设计者在结构设计中提出了新的难点，同时也给施　　工带来了不便。这样如何解决这些问题成为我们急需要做的工作。本文结合河南省水利厅防汛调度中心办公楼工程简要介绍了超长结构预应力设计施工的应用实践，供同类型超长结构参考。　　　　2工程概况　　河南省水利厅防汛调

3、度中心办公楼工程位于郑州市纬五路与经四路交叉口西北角河南省水利厅院内，是河南省防汛抗旱指挥中心，建设单位要求使用功能不能中断，抗震设防类别应按乙类确定。地下二层，地上十八　　层，总建筑面积为万平方米，为现浇框架－剪力墙结构，长度80m，宽度17m，其中纵向为有粘结部分预应力混凝土框架梁解决结构承载和超长问题，纵向板中布置无粘结预应力筋只解决结构超长问题。　　　　3设计思路及设计参数　　设计特点及思路　　该工程在设计方面具有以下特点：　　该结构形式为框架－剪力墙结构，纵向超长。按照混凝土结构设计规范的要求框架－剪力墙

4、结构伸缩缝间距介于框架结构与剪力墙结构之间，笔者认为框架－剪力墙结构只要长　　度超过50米，应按超长结构设计，纵向框架主梁设计成后张拉有粘结预应力梁。考虑到预应力损失、以及施工中预应力后张拉等诸多因素的影响，沿纵向设两个后浇带将结构分成三段，分割后的连续梁纵向长度变短，连　　续跨度减少，使得预应力损失减少，不仅增加了梁内有效预应力，使预应力筋配筋量减少，同时也解决了施工中间混凝土温度裂缝问题。被后浇带截断的预应力梁在后浇带处进行张拉，后浇带跨梁待后浇带浇筑后再张拉预　　应力筋，后浇带跨的普通钢筋和预应力钢筋适当加强

5、以满足承载力和变形的要求。　　设计计算参数的确定　　考虑到该框架结构使用功能要求比较高，设计时要求控制构件混凝土裂缝不开裂，属于二级抗裂控制，若现行规范中短期拉应力限制系数αct≤，长期拉应力限制系数αct≤显然过于严格。根据以往的设计经验并　　结合该工程的具体情况，设计计算短期拉应力限制系数αct≤1，长期拉应力限制系数αct≤。其它设计参数为：张拉控制应力fptk，预应力度fpyAp/(fpyAp+fyAs)≤，最大配筋ρ≤%，相对受压区高度比　　x/h0≤。　　预应力筋曲线线型的确定　　有粘结预应力筋曲线线型

6、的确定　　根据波纹管与普通钢筋的关系，张拉端处锚垫板的外观几何尺寸要求确定曲线最高点和最低点位置；根据双向框架梁普通钢筋与预应力筋交叉点的位置关系确定曲线反弯点水平距离为L/9(L为轴线距离)。　　后浇带处预应力筋曲线成型的曲线的确定　　根据取后浇带位置配置有粘结预应力筋产生的平衡荷载值放大30％后的数值反算无粘结预应力筋的矢高及无粘结预应力筋与普通钢筋的关系确定曲线的最高点和最低点位置；反弯点位置取轴线距离的L/9。　　预应力损失　　由于后浇带将连续梁纵向长度减小，使各项预应力损失变得不再复杂，具体数值按照规范公

7、式进行计算。　　　　4预应力施工　　预应力材料　　预应力钢绞线　　钢绞线的主要技术指标为：钢绞线抗拉强度标准值fptk＝1860Mpa，梁采用高强低松驰有粘结钢绞线Φ,板采用高强低松驰无粘结钢绞线Φ。　　预应力锚具　　有粘结钢绞线采用VM型群锚锚具，无粘结钢绞线采用VM型单孔锚具，固定端均采用P型锚具。锚具的锚固性能符合国家标准的“Ⅰ”类锚具的要求，锚具的静荷载锚固效率系数η≥，达到实测极限拉应力时的总应变　　εapu≥%。　　预应力波纹管　　采用金属螺旋管内径Φ70mm，接头管内径Φ75mm。　　施工序安排　　预

8、应力工程施工是整个工程施工的一个重要组成部分。施工过程随着主体施工情况安排进行。具体做法如下：　　⑴波纹管铺设　　按施工方案确定预应力筋曲线控制点的水平位置及高度，在箍筋上焊接定位筋，在定位筋铺设波纹管并与定位筋绑扎固定。　　⑵钢绞线的铺设　　采用人工前牵引后推送的方法，逐根在波纹管中铺设预应力筋。　　⑶张拉端、锚固端安装　　张拉端锚垫板、螺旋筋按施工方案的