浅析超长建筑结构中的设计要点

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅析超长建筑结构中的设计要点 摘要：本文结合具体工程和笔者 多年建筑结构设计经验,详细探讨了超长 建筑结构中的设计要点,对结构中预应力 筋的铺放与张拉以及现浇混凝土施工时 产生的温度应力进行了计算分析与比较, 以确保建筑物的结构质量。 中国论文网 /2/view-12897505.htm 关键词：建筑结构 结构设计 Abstract: this paper with specific engineering and the author years building structural design experience, building structure were discussed long the main design, the structure of the prestressed reinforcement, lay out the and tension and cast-in-site concrete construction of the -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 temperature stress produced when the calculation analysis and comparison, to ensure that the structure of the building quality. Keywords: building structure design 中图分类号： TU3 文献标识码： A 文章编号： 1 工程概况 某工程建筑等级为一级,属于机 关办公楼,设计使用年限为 60 年以上,建 筑耐火等级为一级,抗震设防烈度为八度,主 楼为钢筋混凝土框架剪力墙结构。工程 总建筑物面积为 57 696 m2,共分四段,其 中主楼东西长 96 m,南北宽 25 m,建筑面 积为 35 261 m2;附楼东西宽 62 m,南北 长 87 m,建筑面积为 8180m2。主楼、附 楼均属超长结构。为了满足使用功能要 求,设计采用温度预应力筋技术,以避免 结构留永久收缩缝。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 2 设计方案的确定 2 .1 应用的设计原理现行规范规 定,“现浇框架结构室内或埋入土中的钢 筋混凝土结构伸缩缝最大间距为 55 m, 露天为 35 m;现浇剪力墙结构相应情况 分别为 45m、30m”,同时规范也允许设 计者采用包括预应力技术在内的各种措 施,达到增大伸缩缝的间距,甚至取代伸 缩缝。办公楼工程中主楼及后楼均属超 长结构,因此,设计选用加温度预应力筋 等措施,避免了在结构中留设伸缩缝。同 绝大多数的材料一样,混凝土具有热胀冷 缩的特性,其线膨胀系数可采用 c=110-5;但与收缩应力的单向性不同 的是温度应力是随温度的变化循环往复 的,既有拉应力,也有压应力。所以,对混 凝土材料而言,其突出特点是抗压能力远 胜于抗拉能力(约 101) 。因此,工程中 应考虑的是温度下降引起的拉应力。在 梁、板内施加预应力 pc,温度降低时而 在结构中产生拉应力 c1,若第二者叠加 后混凝土中拉应力小于其抗拉强度 ftk, -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 即:c1-pcftk(1)混凝土就不会开裂,当 温度升高时,在混凝土中将产生压应力 c2,若第二者叠加后混凝土中压应力小 于其产生非线性徐变的压应力数值 (0?40?6) fck,即 c2+pc(0?40?6) fck(2)这样混凝土也不会压坏,其变形也 不会收敛?在工程设计中 ,首先要保证混 凝土不开裂;其次要控制所施加预应力的 大小,压应力不要过高,避免产生非线性 徐变。该设计原则在理论上是合理的,在 实践中也是可行的。基于这种原理考虑, 该工程在梁板中通过敷设温度预应力筋, 增加了混凝土的抗拉能力,有效地克服了 温度下降引起的拉应力对混凝土的破坏。 2.2 铺设部位在主楼中, 如在受 温度影响比较大的顶层 14 层15 层;以 及竖向构件刚度较大的楼层,如地下室外 墙及 1 层2 层楼面中均应配置温度预应 力筋。中间各层由于主要在室内,并且竖 向构件的约束相对较弱,水平构件不容易 热胀冷缩,温度变化引起的混凝土拉应力 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 相对较小,所以没有配置温度预应力筋。 在附楼中,温度预应力筋同时沿两个方向 布置。设计温度预应力筋时,需要给水平 构件提供轴向压力,而不需要偏心弯矩, 所以预应力筋布置选择在与梁、板折算 截面的中性轴重合的位置,即中性轴位置 距板底大约 60 mm。施工时,由下往上 第一排预应力筋与下层板底筋同方向 (即与上层板底筋垂直), 第二排预应力筋 再放在第一排上面。这样板底筋与预应 力筋从下往上共排成四排,基本满足预应 力筋合力点位于截面的中性轴,避免给梁、 柱节点施加不确定的偏心弯矩。 2.3 筋的铺设方案 2.3.1 主楼梁板、墙中预应力筋的 布置在主楼 1 层2 层、14 层15 层,梁、 板中都配预应力筋。梁中的预应力筋 布置,合力点在梁的中性轴处。由于主楼 柱网标准开间为 7 2 m8 4 m,所有大跨 度的板都为内置金属波纹管的空心板。 为了保证各框架梁受力的均匀,在任何两 个相邻开间内,波纹管的布置方向总是一 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 纵一横。当波纹管方向与预应力筋方向 一致时作好处理;当波纹管方向与预应力 垂直时,若不截断波纹管预应力筋将无法 通过。 2.3.2 附楼预应力筋的布置由于板 中双向配置预应力筋,为了方便施工,所 有的预应力筋都布置在板中,为了减小预 应力筋对其他工序的影响,同时为了方便 今后楼板的开洞改造,预应力筋采取 2 束 并成一道相对集中的方法布置。 3 预应力筋张拉时的效果比较与 计算分析主楼所有的预应力筋都在后浇 带处截断,在后浇带内分别张拉后浇带两 边主体板块中的预应力筋,同时穿越后浇 带布置短的预应力搭接筋并将两边连接 起来;当后浇混凝土达到规定的龄期和强 度,在板面、梁侧或者墙侧张拉预应力搭 接筋。附楼中,预应力筋穿越后浇带时, 采用将预应力筋直通过去,浇筑完后浇带 后一起张拉预应力筋。 3.1 两种张拉方式效果比较主楼、 附楼采用了两种不同的张拉方式,通过模 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 型分析及该工程实践表明:(1)采用第一 种办法可减小预应力筋的应力磨擦损失, 但张拉预应力搭接筋将使已经张拉的主 体板中有效压应力减小。 3.2 预应力筋的张拉时间相关工 程经验表明,混凝土张拉时间越晚,混凝 土自身的收缩变形完成得越充分。结合 总体施工进度的要求,该工程后浇带两侧 主体板中的预应力筋在收缩变形完成一 半时(约两个月时间) 进行张拉,穿越后浇 带的缝合预应力筋在后浇带中混凝土达 到 100%强度( 通过同条件混凝土试块报 告控制)后进行了张拉。张拉过程中,在 张拉的顺序以及张拉时间的控制上,施工 方严格按照规范和操作规程进行施工,温 度预应力筋有效地克服了超长结构温度 应力。该工程经过两个冬夏的温差变化, 结构板面没有出现不良裂缝,其施工效果 是比较理想的。 4 施工时应注意的问题 (1)在预应力筋的铺放过程中,施 工方应严格控制预应力筋的铺放位置。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 预应力筋铺放时应各自保持平行走向,严 禁互相扭绞;同一方向偏差均应控制在 30 mm 之内。在铺放之前应事先作好在 模板上的放样,可有效避免施工中的误放、 少放。 (2)对于预应力筋的锚固端,放置 时不得突出柱外皮,避免人为地切割破坏,同 时也不利于室内装修。 (3)施工过程中 ,应参考相关规范, 并对操作人员详细交底;普通钢筋绑扎时,切 忌猛放、猛插,应防止将预应力筋的外皮 刺破;安装梁侧模板对拉螺栓及布置板筋 时,不得冲击预应力筋;普通钢筋或水电 管线和预应力筋在位置上发生冲突时,应 优先考虑预应力筋的铺设;焊接施工时, 严禁将预应力筋作搭接线,在预应力筋附 近必须采取保护措施进行焊接。 (4)普通钢筋铺放时要注意保证框 架梁柱节点处预应力筋的顺利通过,避免 钢筋压迫预应力筋,同时保证承压板的准 确安装。绑扎梁的钢筋应在梁模板的上 方进行,梁内拉筋应待预应力筋铺设完后 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 再绑扎,以便预应力筋穿筋定位。梁内预 应力筋穿完和定好位后,方可将梁筋沉入 梁模板内,待梁筋就位好后才可绑扎板底 筋。应待预应力筋和水电管线铺设完成 后,才可绑扎板面筋。 5 结束语