大面積大柱網雙向無粘結預應力混凝土框架體系的設計與施工

PAGE目錄TOC\o"1-3"\h\z第一章結構設計 1第二章分段流水施工 3第三章特長預應力束施工 4第一節(jié)特長束的下料工藝 4第二節(jié)特長束的鋪設固定 4第三節(jié)特長束的張拉管理 5PAGE6結構設計該結構體系設計計算的前提條件是對框架施加預應力，在活荷載大的eq\o\ac(○,9)~eq\o\ac(○,10)軸線，要求平衡靜載和80%的活載；對其余荷載較小的軸線，梁上施加的預應力僅平衡靜載產生的拉彎應力。經試算，柱截面選用800mm×800mm。梁高在荷載特大的部分選用高跨比為1/12，一般荷載情況下選用1/15，即多數(shù)大梁截面尺寸為400mm×1200mm，該工程既是雙向預應力混凝土框架結構，又是井式梁板結構，其中主框架內井式梁板為普通鋼筋混凝土結構，板厚l00mm，內部井式梁截面為300mm×1000mm，混凝土C35。無粘結預應力筋選用低松弛鋼絞線UΦj=l2.7，?ptk=1770N/mm2，Ep=2×l05N/mm2?？紤]到連續(xù)多跨特長束的預應力損失大，采用超張拉回松技術，取σcon=0.75?ptk張拉端采用OVM12.7—1錨具，錨固時預應力筋內縮值取8mm。無粘結鋼絞線強度設計值取?py=1206N/mm2×0.9=1085N/mm2。摩擦損失系數(shù)取μ=0.12，K=0.003。各跨按二次拋物線布放預應力筋，其反彎點取在距柱中心0.15l(l為梁跨長)處。將上述條件及各榀框架的荷載數(shù)據(jù)輸入計算機進行計算，根據(jù)計算結果及1︰5實物結構模型的試驗數(shù)據(jù)進行分析后完成框架設計。其典型的兩榻框架梁預應力筋布置見圖4-9-3。設計要求在二層樓面施工時，必須進行每向不少于2榀框架的實際張拉測試，并根據(jù)實測數(shù)據(jù)，調整和修改預應力張拉力或配筋根數(shù)，方可進入下一步施工。預應力束的端部錨固節(jié)點大樣見圖4-9-4(a)，固定端內埋式錨頭—擠壓錨具，布置見圖4-9-4(b)。大面積樓面結構不設伸縮縫，除在框架體系梁施加預應力外，還采取在適當位置增設抵抗溫度伸縮和混凝土收縮的預應力筋的辦法。如在⑨~⑩軸間的井字次梁配置預應力筋，這是因為該部分樓面荷載大，并考慮到可彌補中間部分樓面大梁的預應力損失。在屋面上，增設封閉梁的預應力筋，以增強屋頂整體抵抗溫度伸縮的能力。另外，從圖4-9-2可看出，對四角和邊跨，設置混凝土筒或剪力墻以增強整體剛度和抵抗溫度應力的能力。從目前情況看，達到了預定的設計要求。對預應力筋除滿足規(guī)定的質量要求外，在布束上要求特長束無接頭，以免由于接頭的可靠性差，造成不可彌補的損失。分段流水施工在大面積大柱網雙向元粘結預應力框架和井式梁板結構施工中有不少難題，其一是大面積多層框架施工中如何分段流水的問題。由于工藝布置及建筑要求，該工程142m×100m樓面內不設伸縮縫。為防止施加預應力前在混凝土澆筑硬化過程中出現(xiàn)收縮裂縫，主要采取劃分施工段的辦法。劃分施工段既要考慮混凝土的澆筑能力，又要考慮結構布筋的特點及樓面施工和上下層施工流水的要求。每層樓面沿縱向劃分3個施工區(qū)段，見圖4-9-5。施工區(qū)段的界線分別在⑨軸線西與⑩軸東各7.5m處，⑨、⑩軸線間各縱向梁的加強束即在該處張拉錨固。在混凝土配料中加入水泥用量l5%的U型膨脹劑，以抵抗混凝土收縮變形。在3個施工區(qū)段內，先施工第Ⅰ區(qū)段，伸入Ⅱ、Ⅲ區(qū)段的縱向通長無粘結筋應事先伸出，盤放在腳手架上盧在Ⅰ區(qū)段內，先張拉縱向短束，再張拉橫向通長束與短束，縱向通長束需待Ⅱ、Ⅲ區(qū)段混凝土澆筑后方可張拉。在第Ⅱ施工區(qū)段內，僅張拉橫向通長束與短束。在第Ⅲ施工區(qū)段內，宜先張拉縱向通長束，再張拉橫向通長束與短束。為取消施工中的二次支撐，在第三層樓面的混凝土施工中，除第Ⅰ區(qū)段內因設計活載取值較大滿足施工荷載要求外，對Ⅱ、Ⅲ區(qū)段，采取梁板分開澆筑的辦法：先澆筑框架梁及各井字梁，待梁混凝土強度達到50%再澆筑板。為減少預應力張拉時受周圍結構的約束，采取了以下措施：凡沿預應力筋張拉方向的剪力墻，在預應力筋張拉后再澆筑；樓梯間筒體剛度大，也在預應力筋張拉后再澆筑；對多跨連續(xù)梁由預應力梁及非預應力梁組成的情況，則在預應力梁澆筑并張拉后，再澆筑非預應力梁。此時，普通鋼筋應事先伸出梁端。特長預應力束施工特長束的下料工藝特長束的下料長度可按常規(guī)方法進行計算。如果嚴格控制下料尺寸，則不需額外加長下料。對于90~130m長的無粘結筋，在現(xiàn)場選擇70m長的平整場地，采用彎曲定長下料，見圖4-9-6。一定要在預應力筋的正中間做好標記，因為本工程縱向束是由中間第Ⅰ區(qū)段向兩邊Ⅱ、Ⅲ區(qū)段延伸，若中點不準，則定長預應力筋會在Ⅱ、Ⅲ區(qū)段內出現(xiàn)一端過長另端過短的情況而無法張拉。下料后每根筋卷成直徑1.5m的盤，并在其兩端作出同顏色標記，以便在張拉時識別。特長束的鋪設固定雙向特長束的鋪設是影響預應力施工質量、人力與速度的關鍵之一，因此必須作好以下準備：1.首先繪制出各節(jié)點無粘結筋穿插詳圖，定出各種梁無粘結筋的實際坐標及配套的固定支架尺寸。2.無粘結筋應逐根檢查、編號。內埋式固定端處，應事先在現(xiàn)場采用擠壓機將鋼套簡擠壓在鋼絞線筋上，以形成擠壓頭。4.無粘結筋固定支架的典型作法見圖4-9-7。按元粘結筋曲線坐標焊在箍筋上，間距0.6~1m。具體鋪設時，應遵循以下原則：1.大梁底模鋪好后先放置縱橫向梁底非預應力鋼筋，扎好柱頭箍筋，然后放入預應力筋。預應力筋放入后再設架立筋、負彎矩鋼筋和箍筋，預應力筋固定后放置拉結筋。2.無粘結縱向通長束在下，橫向通長束在上。低位的無粘結筋先鋪設。3.無粘結筋在梁內按6根成柬捆扎在一起，在梁端分散布置，單根張拉錨固。4.在第Ⅰ區(qū)段內嚴格按中點標志放置預應力筋，伸入Ⅱ、Ⅲ區(qū)段的預應力筋先成卷放在腳手架上。5.為便于鋼筋與無粘結筋鋪設，梁的兩側模板均暫不安裝，無粘結筋的標高劃在箍筋上。無粘結筋控制點的安裝誤差2矢高方向±5mm，水平方向±10mm。特長束的張拉管理特長束采取單根兩端同步張拉，每根伊12.7張拉力為13.3kN。預應力筋張拉前，應重新確認各筋在兩端的正確位置。如有異議，可用萬用表對無粘結筋進行辨別。為防止在張拉時出現(xiàn)錯位而影響張拉伸長值的統(tǒng)計計算，可先在兩端均安裝好夾片錨具，在一端先張拉，另一端拉動后裝上千斤頂再補拉。具體操作如下：A端由0→0.2σcon(注意固定端B是否拉動，如被拉動，記錄下A端的油壓表讀數(shù)，量測初始伸長值)→0.6σcon(量測伸長)→1.0σcon(量伸長，A端錨固)，再在B端補拉至張拉力后錨固?？椎滥Σ翐p失值測定特長多波曲線束孔道摩擦損失的測定，對調整張拉力并準確建立預應力及進行伸長值校核都至關重要。本工程在二層樓面縱橫向大梁進行了全長二分之一同條件埋設的預應力束摩擦損失試驗共4束，同時，對實際結構進行22根特長束的摩擦損失試驗。試驗時，先在兩端裝好鋪具，在一端先張拉，當固定端拉動后暫停張拉，在固定端裝上千斤頂，稍稍張拉以保證工作錨夾片不受力，并關死油門，然后在張拉端張拉到控制應力，觀察固定端油壓表讀數(shù)，即可求出該特長束的摩擦損失值。該工程二層樓面22根特長縱向束的實測K=0.003，μ=0.0279~0.0794，三層樓面6根特長橫向束的實測K=0.003，μ=0.1l~0.193。2.張拉伸長值管理該工程二層樓面大梁幾百根特長束的張拉伸長值的統(tǒng)計表明，若按常規(guī)計算，均超過規(guī)范規(guī)定的理論伸長值+l0%的上限，其實這是錯誤地將0.2σcon以下的推算伸長值全部考慮進去的緣故。事實上，在特長束的情況下，規(guī)范建議的常規(guī)推算值已不再適用。以二層樓面X軸為例，該梁18根通長束共進行13根孔道摩擦損失試驗，實測K=0.003，μ=0.0545，一端張拉時固定端應力為0.457σcon固定端拉動時張拉端的平均拉力為0.32σcon。由于張拉力不同，摩擦系數(shù)也會變化。為更好地反映0.2σcon以下的真實應力變化，取固定端拉動時的應力