體育館懸挑預(yù)應(yīng)力大梁的設(shè)計(jì)與施工

1、.體育館懸挑預(yù)應(yīng)力大梁的設(shè)計(jì)與施工南京龍江體育館為多功能體育館，其入口處的懸挑大梁KJ1承受的荷載很大。為保證結(jié)構(gòu)的耐久性及剛度，使用過程中不向短挑梁轉(zhuǎn)移荷載，KJ1的外伸長梁采用了部分預(yù)應(yīng)力混凝土大梁。經(jīng)比較分析，從受力的合理性角度及減輕自重方面考慮該大梁的截面為變截面，懸挑梁根部截面尺寸為700mm2000mm，端部截面尺寸為700mm900mm。由于KJ1框架梁的、段的正彎矩較小，預(yù)應(yīng)力筋在該段主要沿梁頂面部置，在觸處錨固。該懸挑大梁的混凝土等級為C40。預(yù)應(yīng)力筋采用1860級低松弛鋼絞線，張拉端用QM15-6型錨具，固定端用擠壓錨，預(yù)留孔道用金屬波紋管成型。第1章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則該大梁處

2、在室內(nèi)低侵蝕環(huán)境，考慮到該懸挑結(jié)構(gòu)以承受恒載為主，預(yù)應(yīng)力筋按下列原則配置：在恒載下截面不退壓；在使用荷載下裂縫寬度小于0.1mm；在常遇地震作用下裂縫寬度小于0.2mm。第2章 預(yù)應(yīng)力筋布置該懸挑大梁的危險截面為根部截面，彎矩是主要內(nèi)力。為使該截面的抵抗彎矩最大，預(yù)應(yīng)力筋盡可能靠頂布置。根據(jù)上述原則大梁共采用48根j 15預(yù)應(yīng)力筋，分成8束，每束6根。預(yù)應(yīng)力筋在懸臂根部截面排成2排，位置如圖4-10-1所示。在懸臂末端區(qū)域，由于彎矩較小，預(yù)應(yīng)力筋分別距懸臂端1.5m及1.0m處錨固下排中間及上排中間2束預(yù)應(yīng)力筋，在懸臂端部錨固4束。因KJ14大梁支承在懸挑梁的端部，懸臂端的4束預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)緊貼梁

3、外側(cè)錨固在混凝土內(nèi)(保護(hù)層厚80mm)。大梁預(yù)應(yīng)力筋走向如圖4-10-1(a)所示。為保證局部承壓的安全，除將梁在柱外加寬到800mm外，還將中間2束空間扭轉(zhuǎn)成上下束，如圖4-10-l(b)所示。第3章 結(jié)構(gòu)性能分析第1節(jié) 預(yù)應(yīng)力損失該大梁預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力取con =0.751860=l395N/m m2，在懸挑梁根部各項(xiàng)預(yù)應(yīng)力損失如下： L1=60N/m m2， L2=21N/m m2； L4=35N/m m2， L5=5lN/m m2，總損失L=167N/m m2。預(yù)應(yīng)力筋中有效預(yù)應(yīng)力為： pe=1228N/m m2?？傤A(yù)壓應(yīng)力為8252kN。第2節(jié) 活載彎矩值活載包括樓座荷載及屋蓋雪

4、載等荷載，在懸臂根部引起的彎矩為1806kN m。第3節(jié) 長期及短期荷載下抗裂度驗(yàn)算最大彎矩截面受拉區(qū)最外纖維抗裂度驗(yàn)算結(jié)果如下：長期荷載與預(yù)應(yīng)力共同作用下的混凝土應(yīng)力為0.65N/m m2，短期荷載與預(yù)應(yīng)力共同作用下的應(yīng)力為3.18N/m m2，因此在長期荷載及短期荷載組合下滿足抗裂要求，均滿足該工程的設(shè)計(jì)原則。驗(yàn)算截面取邊柱邊截面。第4節(jié) 抗彎及抗剪承載力計(jì)算所需抵抗的設(shè)計(jì)彎矩為13781kNm，預(yù)應(yīng)力筋抵抗彎矩為12054kNm，按承載力要求應(yīng)補(bǔ)充的非預(yù)應(yīng)力筋為As=3094m m2。非預(yù)應(yīng)力筋按構(gòu)造要求配置0.3%A=0.0037002200=4620m m2。最后配置1025非預(yù)應(yīng)力

5、筋。因剪力不大，抗剪承載力易滿足。第5節(jié) 懸臂大梁的位移懸臂大梁梁端位移對該工程來說是一個嚴(yán)格控制的指標(biāo)。因梁端位移過大將引起與之相聯(lián)構(gòu)件的內(nèi)力調(diào)整，一些構(gòu)件將出現(xiàn)過大裂縫。采用預(yù)應(yīng)力混凝土，該大梁在外載及預(yù)應(yīng)力共同作用下不開裂。故截面剛度取為B=EI。由于大梁為變截面大梁，大梁的變形計(jì)算應(yīng)采用廣義等效荷載計(jì)算。根據(jù)計(jì)算分析，在荷載作用下梁端位移為26.647mm，而預(yù)應(yīng)力作用下梁端位移為19.324mm，最終位移為7.37mm。位移小于懸臂長度的1/l000。第6節(jié) 錨固區(qū)的設(shè)計(jì)固定端因在大梁內(nèi)分散錨固，局部承壓的安全容易保證。采用擠壓錨加墊板及螺旋筋的形式。6根預(yù)應(yīng)力筋共用l塊錨板和1根螺

6、旋筋。因墊板四周范圍較大，局部承壓比較富余。張拉端采用鑄鐵喇叭管，原有配套的螺旋筋，但因錨具比較集中，改為網(wǎng)片，由圖4-10-1(b)可見外邊錨具中心離梁邊緣為150mm。為加強(qiáng)梁端局部承壓的承載力，在梁端將外框箍筋直徑加大，間距加密，并用拉結(jié)筋拉牢，如圖4-10-1(c)所示，使梁端形成一個整體的錨固塊。張拉完成后觀察表明，張拉端及固定端均未出現(xiàn)任何形式的裂縫。這里必須提及的是錨固區(qū)的設(shè)計(jì)首先是錯具在梁端的合理分布，而不是加間接鋼筋。第7節(jié) 腰筋的直徑與間距腰筋對混凝土收縮裂縫的控制及大梁抗扭起有利作用。若梁尺寸較大，混凝土等級較高，其腰筋直徑及向距與鋼筋混凝土規(guī)范的規(guī)定應(yīng)有所區(qū)別。KJ1框

7、架大梁設(shè)計(jì)中腰筋的直徑為20，間距為200mm，觀測表明效果較好。第4章 預(yù)應(yīng)力施工龍江體育館KJ1框架懸挑大梁預(yù)應(yīng)力筋主要沿梁頂布置，近似為直線配筋，孔道摩擦損失小。由于懸臂端無法張拉，只能采取一端張拉。該大梁的非預(yù)應(yīng)力筋配筋多，梁的尺寸大，故采用預(yù)應(yīng)力筋先穿入波紋管中的方案。由于預(yù)應(yīng)力筋在張拉端及錨固端都需要中間扭束，故大梁的箍筋股距必須方便預(yù)應(yīng)力筋扭束。為保證預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際形狀與設(shè)計(jì)形狀相同，減少附加的摩擦損失，鋼筋井架間距取為600mm。為保證張拉前孔道暢通，利用該大梁的傾斜度較大的特點(diǎn)，在混凝土初凝前從梁末端泌水孔中灌水，將澆注中可能滲入的水泥漿沖刷掉。張拉順序是先中間一列，后兩邊交錯進(jìn)行?？紤]到大梁混凝土壓縮的影響，前4束比后4束張拉力高1.5%。由于該大梁截面不屬于薄腹梁，梁側(cè)有樓座次梁與主