浅谈预应力混凝土屋架侧向弯曲产生原因及预防措施

浅谈预应力混凝土屋架侧向弯曲产生原因及预防措施预应力混凝土是是在第二次世世界大战后迫迫切要求恢复复战争创伤、从从西欧迅速发发展起来的。半半个世纪以来来，从理论、材材料、工艺到到土建工程的的各种应用，都都取得了极其其巨大的发展展与成就。目目前预应力混混凝土已成为为国内外土建建工程最主要要的一种结构构材料，而且且预应力技术术已扩大应用用到型钢、砖砖、石、木等等各种结构材材料，并用以以处理结构设设计、施工中中、用常规技技术难以解决决的各种疑难难问题。尤其其是在近几年年，钢材价格格不断上涨，在在大跨度厂房房中预应力混混凝土屋架明明显比钢结构构屋架造价低低，但预应力力结构技术要要求高，质量量较难控制，本本文就某厂房房预应力混凝凝土屋架出现现的侧向弯曲曲，从制作、张张拉、吊装进进行分析，找找出侧向弯曲曲产生的原因因和预防措施施。某家具制造车间间工程，为独独立杯口基础础，混凝土柱柱，预应力混混凝土屋架排排架结构，纵纵向34跨，间距6000，横向2跨，间距27000。屋面结构构采用27M跨非标预应应力混凝土梯梯形屋架，屋屋架下弦杆设设两道预应力力筋，预应力力孔道采用金金属波纹管，预预应力筋为1X7标准型15.2低松弛钢绞绞线，fptk==1860NN/mm2，控制张拉拉应力为0.65fptk。屋架示意意图如下：屋架四榀叠放制制作，屋架间间批滑石粉作作为隔离剂，屋屋架混凝土强强度达到100%进行张拉。张张拉完即对索索道灌C50水泥浆，浆浆体达到70%强度有专业业吊装公司进进行吊装。出现的问题：在在翻身过程中中屋架出现了了侧向弯曲（中中间下挂，两两端上翘），侧侧向弯曲在10cm左右，最大大达18cm。且在侧放放过程中基本本无回复。在在上吊安装中中，在安装支支撑、系杆过过程中进行侧侧向弯曲调整整，但调整辐辐度不大，最最终安装完毕毕后还有4~5cm的弯曲值，侧侧向弯曲最大大的一榀屋架架还有7.2cm，大于规范范的2cm。原因分析：一、从屋架制作作过程中分析析原材料（钢筋、水水泥、砂石料料）质量均合合格、混凝土土28天强度报无无合格，且现现场回弹也满满足设计要求求。查看施工工日记、隐蔽蔽验收记录、监监理日记，模模板、钢筋制制作、混凝土土浇筑均符合合设计要求及及规范要求。对屋架表面测量量，看屋架砖砖胎模是否有有下沉。砖胎胎模砌在戈壁壁土上，戈壁壁土上经过一一次压路机的的碾压，对未未翻身的每叠叠屋架均进行行了测量，屋屋架中部较两两端低1cm左右，可见见屋架砖胎模模基本未变形形。金属波纹管是否否在混凝土浇浇过程中出现现上浮，波纹纹管的固采用用焊接井字钢钢筋片固定，钢钢筋片的截面面同下弦杆的的截面，并焊焊接在主筋上上，间距1500设置一片，φ50的波纹管在在混凝土中的的浮力达到50N/m，虽然出现现较大上浮不不可能，但可可能出现较小小的上浮，产产生下弦杆两两索应力力矩矩不对称，出出现了偏心受受压，屋架即即朝偏心的一一面弯曲。二、从预应力张张拉分析预应力钢绞线、锚锚具均符合要要求，从预应应力张拉记录录，张拉应力力符合设计要要求。在出现现对屋架的下下弦杆进行裂裂缝探查未发发现裂缝。四榀叠放屋架从从最上一榀逐逐榀向下张拉拉，第一个波波纹管中的三三索钢纹张拉拉完再张拉第第二个波纹管管中的三索，在在张拉过程中中当第一榀屋屋架的两个波波纹管钢绞索索后，与下一一榀屋架出现现的分隔缝不不明显，甚至至在翻身过程程中，个别还还需人工剥离离。对翻身后后的屋架进行行观察，隔离离面不平整，批批的滑石粉厚厚薄不一，导导致屋架与屋屋之间的粘结结力增大，摩摩擦力变大。在在预应力张拉拉过程中，张张拉应力虽然然考虑到粘接接面的摩擦力力，但没有考考虑到有这么么大，设计应应力从第一榀榀到第四榀逐逐步增加5%，所以在实实际过程中每每榀屋架上面面的波纹管中中的钢绞线应应力较下面波波纹管应力大大，屋架即可可能朝应力大大的一面弯曲曲。同时按照照折线屋架图图集95G4115-9，每榀屋中中的两波纹管管中的钢铰线线应分索对称称张拉，这可可能也是导致致张拉不均，朝朝一面弯曲。三、从弹性力学学角度分析对试验屋架向另另一面侧身，看看是否能恢复复平直。对一一榀翻身侧立立的屋架按翻翻身时的6点挂索向弯弯曲背面稍微微倾斜约10~15度，屋架在在倾斜的过程程中恢复平直直，并向另一一面侧向弯曲曲，之后将屋屋架竖直，屋屋架又朝屋架架初始弯曲的的一面弯曲，弯弯曲值有所减减少但不明显显。试验前和和试验后的每每个节点处的的弯曲值如下下图所示：从试验前后的侧侧向弯曲值相相比，反向侧侧斜后，侧向向弯曲可回复复一小部分，大大部分是不可可回复的，可可见屋架的弯弯曲是不可以以恢复的。根根据弹性力学学分析，屋架架混凝土在浇浇筑振捣中，石石子下沉，砂砂浆浮在上面面，上现在密密度较下面的的大，即上面面的弹性模量量较下面的小小，在相同的的应下，弹性性模量小的一一面压缩模量量就大，即朝朝上出向弯曲曲。四、从翻身、吊吊装分析根据设计要求，屋屋架翻身采用用6点，加用挂挂杆，吊索与与屋子架的角角度不宜小于于60度，翻身后后的起吊采用用4点，吊索与与屋架上弦的的夹角不宜小小于45度。对原先先采用吊装方方案，由于吊吊机吊臂高度度限制，翻身身和起吊的角角均达不到设设计角度。之之后更换大吨吨位吊车，加加长吊索长度度，对翻身用用的吊杆也进进行接长。通通过调节器整整后，翻身和和起吊出的弯弯曲值有较大大减小，最大大值均小于等等于8cm。可见翻身身和起吊吊索索与屋架的角角度对屋架的的侧向弯曲较较大五、从屋架的安安装固定分析析原先安装好的屋屋架，是先把把月牙板焊死死在柱顶预埋埋件上，再把把屋架端座较较正轴线后即即焊在月牙板板后，再安装装屋架支撑、系系杆、屋面板板。侧向弯曲曲的部分要调调直，屋架肯肯定要向两端端伸长，而两两端焊死肯定定无法调直。后后来调整安装装方案，先把把月牙板用螺螺栓固定在柱柱顶上，月牙牙板在柱顶上上有一定的活活动范围。这这样即使有小小尺寸的侧弯弯，通过安装装支撑和系杆杆后就可以调调直到规范值值以内。结论：通过以上分析，屋屋架产生侧向向弯曲是多方方面原因，这这些最不利因因素集中到一一起，屋架就就产生了一定定尺寸的侧向向弯曲。屋架架出现的弯曲曲不影响屋架架本身的承载载力，但可能能出现屋架的的整体失稳，针针对吊装安装装好的屋架，侧侧弯值大于2cm，在屋架的的下弦杆增加加水平支撑，增增加整体的稳稳定性。预防