某预应力钢结构工程拉索张拉施工分析.pdf

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1、2Q!鱼垒篁丝塑【望篁!塑翅2江亘建挝旌王熊苤某预应力钢结构工程拉索张拉施工分析■黄风情一合肥市保障性住房建设发展中心。安徽合肥230001摘要：预应力索张拉施工技术是预应力钢结构工程施工的关键技术之一，其张拉施工质量直接影响结构的成型状态。本文以某体育馆工程为背景，使用施工反分析法与张力补偿法两种分析方法对其弦支穹顶结构预应力索的张拉施工方案进行了模拟分析，分析结果显示。预应力索张拉完成后的索力值与设计值误差满足精度要求，验证了所采取的张拉施工方案的可行性。关键词：弦支穹顶预应力索施工模拟施工反

2、分析法张力补偿法1工程概况某体育馆大跨度钢结构是一个由预应力弦支穹顶、焊接空心球网架、空间钢管桁架组成的杂交结构体系，可分为环内、环外两部分。环内结构是由焊接空心球网架内环及其上预应力弦支穹顶组成的混合结构，环外结构为36榀斜交放置钢管桁架及支撑系统形成的曲面网格结构。钢结构平面投影直径107．Om，投影面积8392m2，高28．2m。预应力弦支穹顶结构中的拉索选用镀锌冷拔高强钢丝组成的热挤聚乙烯高强钢丝束拉索，共有18根(如图1)，其张拉端和固定端采用叉耳式连接件与热铸锚具连接。J$-9J辩Js

3、．10、：一。戳⋯．，雕7l$-ll雅5I"15-3／$-12ll“阵l麟2JS-5JS_4Js．3图1弦支穹顶拉索布置及编号图2预应力索张拉方案与分析2．1张拉方案弦支穹顶结构预应力的施加方法主要有三种：径向斜索张拉法、环向索张拉法和撑杆伸长法。撑杆伸长法是在弦支穹顶结构工程应用初期使用的一种预应力施加方法，该方法需要预先精确确定出拉索索长，技术难度较大。目前工程中普遍采用拉索张拉法施加预应力。拉索的张拉主要可以分为环向索张拉和径向斜索张拉两种。在该体育馆工程中，采取径向斜索张拉法。根据设计要求

4、，该工程中径向索、环向索的初张力设计值分别为lOOkN、140kN，超张拉值不得超过设计值的10％，严禁欠拉。考虑到制作误差、施工误差及预应力损失等影响，决定对所有拉索的初张力设计值进行放大处理以防止施工结束后部分拉索出现欠拉的情况。由于选择径向索作为施工阶段的主动索，则取径向索的目标索力值为105kN，由有限元模型计算结果可知，此时环向索对应的目标索力值为145．2kN。实际张拉施工步骤为：第一步，同步张拉Js—l、Js一5、JS一9至F1；第二步，同步张拉JS一2、JS一6、JS一10至F2；

5、第三步，同步张拉Js一3、Js一7、Js—11至F3；第四步，同步张拉JS一4、JS一8、Js—12至F4，即目标索力。2．2施工反分析法分析按照与施工步骤相反的顺序将成型阶段的索力依次进行释放。首先使用有限元模型，将所有径向索一次性张拉至105kN；接着同步释放JS一4、JS一8、Js—12的索力，此时，Js一3、Js一7、JS一1l的索力值均为121．4kN；然后同步释放Js一3、Js一7、Js一11的索力，Js一2、JS一6、JS一10的索力值均为53．4kN；最后，同步释放JS一2、JS一

6、6、JS一10的索力，Js一1、Js一5、JS一9的索力值均为66kN。即F1为66kN，F2为53．4kN，F3为121．4kN，F4为105kN。按照上述施工步骤进行施工过程模拟计算，施工结束时，各拉索索力值及误差如表l所示。即施工结束后，索力误差最大值为1．5％。表1成型索力及误差表拉索编号目标索力(kN)成型索力(kN)误差(％)JS一1105103．4—1．5JS一2105105．10．1JS一3105105．30．3JS一41050JS一5105103．4—1．5JS一6105105．

7、1O．1JS一7105105．30．3JS一81050JS一9105103．4—1．5·+”+-+一+-+“+-+一+一+-+一+*+-+”+“+一+—+”+一+一+一+一+-+-+一+一+-+*+--4---4---+一+-+一+一+一+-+一+一+一+一+-—P—+一+-+-—+一-+·的使用面积按平均每平方米容纳不大于5人确定。对通向避难层楼梯间的设置方式作出了规定，“疏散楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开”的做法，是为了使需要避难的人员不错过避难层(间)。其中，“同层错位和上下层断开

8、”的方式是强制避难的做法，此时人员均须经避难层方能上下；“疏散楼梯在避难层分隔”的方式，可以使人员选择继续通过疏散楼梯疏散还是前往避难区域避难。从非避难区进入避难区的部位，要采取措施防止非避难区的火灾和烟气进入避难区，如设置防烟前室。一座建筑是设置避难层还是避难间，主要根据该建筑的不同高度段内需要避难的人数及其所需避难面积确定，避难间的分隔及疏散等要求同避难层。在实际的避难层设计时，通常情况下，避难层需要设置良好的防火材料，可以有效的隔绝火势和烟气，并为救援提供足够的时间。例如：某