体育馆悬挑预应力大梁的设计与施工.doc

体育馆悬挑预应力大梁的设计与施工南京龙江体育馆为多功能体育馆其入口处的悬挑大梁承受的荷载很大为保证结构的耐久性及刚度使用过程中不向短挑梁转移荷载的外伸长梁采用了部分预应力混凝土大梁经比较分析从受力的合理性角度及减轻自重方面考虑该大梁的截面为变截面悬挑梁根部截面尺寸为端部截面尺寸为由于框架梁的段的正弯矩较小预应力筋在该段主要沿梁顶面部置在触处锚固该悬挑大梁的混凝土等级为预应力筋采用级低松弛钢绞线张拉端用型锚具固定端用挤压锚预留孔道用金属波纹管成型第章结构设计原则该大梁处在室内低侵蚀环境考虑到该悬挑结构以承受恒载为主预应力筋按下列原则配置在恒载下截面不退压在使用荷载下裂缝宽度小于在常遇地震作用下裂缝宽度小于第章预应力筋布置该悬挑大梁的危险截面为根部截面弯矩是主要内力为使该截面的抵抗弯矩最大预应力筋尽可能靠顶布置根据上述原则大梁共采用根预应力筋分成束每束根预应力筋在悬臂根部截面排成排位置如图所示在悬臂末端区域由于弯矩较小预应力筋分别距悬臂端及处锚固下排中间及上排中间束预应力筋在悬臂端部锚固束因大梁支承在悬挑梁的端部悬臂端的束预应力筋应紧贴梁外侧锚固在混凝土内保护层厚大梁预应力筋走向如图所示为保证局部承压的安全除将梁在柱外加宽到外还将中间束空间扭转成上下束如图所示第章结构性能分析第节预应力损失该大梁预应力筋张拉控制应力取在悬挑梁根部各项预应力损失如下总损失预应力筋中有效预应力为总预压应力为第节活载弯矩值活载包括楼座荷载及屋盖雪载等荷载在悬臂根部引起的弯矩为第节长期及短期荷载下抗裂度验算最大弯矩截面受拉区最外纤维抗裂度验算结果如下长期荷载与预应力共同作用下的混凝土应力为短期荷载与预应力共同作用下的应力为因此在长期荷载及短期荷载组合下满足抗裂要求均满足该工程的设计原则验算截面取边柱边截面第节抗弯及抗剪承载力计算所需抵抗的设计弯矩为预应力筋抵抗弯矩为按承载力要求应补充的非预应力筋为非预应力筋按构造要求配置最后配置非预应力筋因剪力不大抗剪承载力易满足第节悬臂大梁的位移悬臂大梁梁端位移对该工程来说是一个严格控制的指标因梁端位移过大将引起与之相联构件的内力调整一些构件将出现过大裂缝采用预应力混凝土该大梁在外载及预应力共同作用下不开裂故截面刚度取为由于大梁为变截面大梁大梁的变形计算应采用广义等效荷载计算根据计算分析在荷载作用下梁端位移为而预应力作用下梁端位移为最终位移为位移小于悬臂长度的第节锚固区的设计固定端因在大梁内分散锚固局部承压的安全容易保证采用挤压锚加垫板及螺旋筋的形式根预应力筋共用块锚板和根螺旋筋因垫板四周范围较大局部承压比较富余张拉端采用铸铁喇叭管原有配套的螺旋筋但因锚具比较集中改为网片由图可见外边锚具中心离梁边缘为为加强梁端局部承压的承载力在梁端将外框箍筋直径加大间距加密并用拉结筋拉牢如图所示使梁端形成一个整体的锚固块张拉完成后观察表明张拉端及固定端均未出现任何形式的裂缝这里必须提及的是锚固区的设计首先是错具在梁端的合理分布而不是加间接钢筋第节腰筋的直径与间距腰筋对混凝土收缩裂缝的控制及大梁抗扭起有利作用若梁尺寸较大混凝土等级较高其腰筋直径及向距与钢筋混凝土规范的规定应有所区别框架大梁设计中腰筋的直径为间距为观测表明效果较好第章预应力施工龙江体育馆框架悬挑大梁预应力筋主要沿梁顶布置近似为直线配筋孔道摩擦损失小由于悬臂端无法张拉只能采取一端张拉该大梁的非预应力筋配筋多梁的尺寸大故采用预应力筋先穿入波纹管中的方案由于预应力筋在张拉端及锚固端都需要中间扭束故大梁的箍筋股距必须方便预应力筋扭束为保证预应力筋实际形状与设计形状相同减少附加的摩擦损失钢筋井架间距取为为保证张拉前孔道畅通利用该大梁的倾斜度较大的特点在混凝土初凝前从梁末端泌水孔中灌水将浇注中可能渗入的水泥浆冲刷掉张拉顺序是先中间一列后两边交错进行考虑到大梁混凝土压缩的影响前束比后束张拉力高由于该大梁截面不属于薄腹梁梁侧有楼座次梁与主梁联系预应力筋张拉全部一次张拉到位大梁高差近采用特制的止水阀门以免过大压力使水泥浆从喇叭管渗出由于水泥浆中水泥自动向低处沉淀末端的泌水及补浆非常重要为确保灌浆质量采取分别在灌浆后和两次补浆的措施