实例解析超长结构预应力设计施工

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2、构形体越来越大，结构纵向长度较长；（2）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2.5%；梁端混凝土受压区高度和有效高度之比一级不应大于0.25，二三级不应大于0.35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

3、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2.97万平方米，为现浇框架－剪力墙结构，长度80m（轴线），宽度17m（轴线），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　　3.1设计特点及思路　　该工程在设

4、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（GB50010-2002）的要求框架－剪力墙结构伸缩缝间距介于框架结构（55m）与剪力墙结构（45m）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

5、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以满足承载力和变形的要求。　　3.2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≤0.6，长期拉应力限制系数αct≤0.25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≤0.85。其它设计参数为：张拉控制应力0.70fptk，预应力度fpyAp/(fpyAp+fyAs)≤0.7，最

6、大配筋ρ≤2.5%，相对受压区高度比x/h0≤0.25。　　3.3预应力筋曲线线型的确定　　3.3.1有粘结预应力筋曲线线型的确定　　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)。　　3.3.2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。　　

7、3.4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式进行计算。　　4预应力施工　　4.1预应力材料　　4.1.1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Φs15.24,板采用高强低松驰无粘结钢绞线Φs15.24。　　4.1.2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≥0.95，达到实测极限拉应力时的总

8、应变εapu≥2.0%。　　4.1.3预应力波纹管　　采用金属螺旋管内径Φ70m