六跨预应力混凝土框架设计与施工

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1、六跨预应力混凝土框架设计与施工蛇口开发科技公司电脑磁头厂是深圳市重点工程，采用大柱网预应力结构，主梁为6跨曲线配筋，连系梁和次梁为3或4跨曲线配筋，为跨数较多的主次梁框架结构。厂房每层建筑面积约为10000m2，共3层，总建筑面积为30021m2。平面柱网为12m×15m，主梁跨度12m，连系梁和次梁跨度为15m。厂房的两条分隔缝，将平面分为4个区段：AA—AC区段、AB—AD区段、AE区段和AF区段(图4-7-1)。沿竖向分隔缝旁有后浇带。第1章预应力结构设计第1节主梁曲线方程主梁、次梁、连系梁均按部分预应力结构

2、设计。预应力筋为抛物线，主梁曲线方程见图4-7-2。AB段方程：y=－0.153x2/1.82+0.64BC段方程：y=0.357(6一x)2/4.22+0.130第2节断面与配筋:主梁跨度为12m，高为800mm，高跨比H/L=1/15。连系梁与次梁跨度为15m，高为750mm，高跨比H/L=1/20，断面与配筋见图4-7-3。第3节断面计算钢绞线采用强度1860N/mm2的Φj15低松弛钢绞线，属我国高强度级别的钢材。该工程由于6跨曲线配筋，摩擦应力损失大，故采用低松弛、高强度钢绞线十分有利。主梁和连系梁的张拉

3、控制应力σcon=0.75×1860=1395N/mm2。次梁σcon=0.7×1860=1302N/mm2。混凝土强度为C40。梁的断面按部分预应力计算，主梁、连系梁与次梁强度、抗裂安全度和裂缝宽度均满足设计要求。第4节锚具AE和AF区段主梁预应力筋靠近分隔缝处为固定端锚具，其余均为张拉端锚具。张拉端为QM15一6锚具，固定端为挤压套筒锚具。第2章预应力施工第1节穿束该工程跨数多(3~6跨)、预应力筋长(46~75m)，又系曲线配筋，总弯曲角度为93.5°~234°，如何将6根Φj15钢绞线穿入孔道，成为预应力张

4、拉的关键问题。对穿束的方法作了多次试验后，选定整束穿入法。先用人工穿入1根钢绞线，作为引线，通过联接器将这根钢绞线和1束钢绞线连接起来，用1t慢速卷扬机作动力，牵引1根钢绞线，从而将整束钢绞线带入波纹管中，穿入75m钢绞线需时间lh。第1节锚具1、张拉端锚具使用了国内强度等级最高(1860N/mm2)的钢绞线，且张拉控制应力也较高(0.75×1860=1305N/mm2)，故对锚具要求很高。工程使用由中国建筑科学研究院研制的QMl5一6型锚固体系，工作锚与工具锚性能良好，未发生滑丝或断丝现象。2、固定端锚具沿两段交

5、接的后浇段无法安放千斤顶，此处改为固定端锚具，即挤压套筒锚具。挤压后套筒约长7cm，挤压器挤压力约400kN，使用挤压模时须注意模具要干净，表面经常涂石蜡黄油。将挤压套筒锚具预先浇灌在混凝土中，待达到强度后，从另一端张拉，并用QM锚具锚固。第2节张拉张拉千斤顶为柳州建筑机械总厂生产的YCW一150型千斤顶，除AE和AF段主梁为一端张拉外，其余均用2台千斤顶沿两端同时张拉。使用工具锚时夹片表面应涂石蜡和黄油，否则夹片不易退出。张拉时不需顶锚，以限位板代替顶压器，可以控制夹片内缩值。第3节孔道灌浆从喇叭形铸铁垫板的灌浆

6、孔灌浆。波纹管为多次弯曲，沿每个波峰处留有泌水排气管，但此管与波纹管相交处如处理不好，容易在浇灌混凝土时漏浆，甚至将波纹管堵塞。为避免此现象，沿泌水排气管和波纹管相交处先不把波纹管打通，待张拉后灌浆前将该处波纹管打洞，以便排水、排气，这个办法简单可靠(图4-7-4)。第2章孔道摩擦损失测定该工程主梁预应力筋为6跨连续曲线配筋，虽两端张拉，摩擦损失仍很大，为弄清摩擦损失值，张拉时用传感器作了实际测定。对75m长预应力筋共测定10束，实测结果表明：实测孔道摩擦系数μ=0.302，比计算值0.25稍大。第3章结语预应力和

7、非预应力框架的比较见表4-7-1。从表中可见，预应力结构与非预应力结构比较，在主体结构上节省混凝土2876m3、钢材529.16t，造价降低32.42万元，取得较好的经济效益和明显的社会效益。该工程采用预应力技术，这种6跨连续框架在国内尚属首次应用，大柱网增加了厂房有效使用面积。预应力框架和非预应力框架相比，经济效益显著，混凝土与用钢量各降低20%和30%，造价降低2.1%。多跨连续曲线配筋采用低松弛高强度钢绞线是必要的，可使摩擦损失相对减少，同时节约大量钢材。主梁高跨比为1/15，次梁和连系梁为l/20，从而使结

8、构的高度降低，节约了围护结构及空调能源。工程主体结构为3层，共3万m2，工期很短，仅两个半月。实践证明6跨曲线穿束方法是可行的。