文档介绍：工程名称
78m跨度预应力混凝土刚架结构设计与施工
玉溪体育馆是集练习、比赛、演出、集会等功能为一体的体育建筑。平面呈八边形,,,总建筑面积9100m2。体育馆屋盖结构采用跨度为78m的大型预应力混凝土刚架承重,以悬吊8片曲面钢网架组成屋盖体系。钢网架外周边支承在看台框架上,内周边悬吊于预应力混凝土刚架下翼缘上。屋面覆盖压型彩色钢板。
预应力混凝土刚架分为2榀,沿体育馆纵向布置,间距8m。两刚架之间用混凝土横梁连接,其间布置天窗,以增加场馆中心的天然采光。柱为等宽变高度斜柱,从刚架横梁上翼缘(即标高+)向下向外倾斜,逐渐分开至12m。图4-6-1、4-6-2为体育馆屋盖平面与结构方案简图。
刚架结构计算
该刚架为体育馆最主要的屋面承重结构,,按8度抗震设防。
刚架横梁采用工字形截面,大梁高度5m,,。刚架柱为等宽度变高度斜柱,截面为矩形,×,×。刚架柱向外倾斜组成空间刚架结构系统。
在结构计算时,综合比较多种计算模型并根据现场施工条件,选取2种结构计算模型(空间刚架结构计算模型、平面刚架结构计算模型)和2种支座约束情况(刚接和铰接)进行详细计算。其中平面刚架结构计算分平面内和平面外分别进行内力分析。
内力分析结果表明,结构内力很大。按平面刚架计算,横梁跨中最大弯矩50115kN·m,梁端最大负弯矩50485kN·m,柱脚最大弯矩15280kN·m,柱脚最大剪力2750kN,最大轴力9875kN。
预应力设计
为解决大跨度预应力刚架柱的大偏心受压问题,使结构具备好的抗震性能,该工程梁柱均采用了有粘结预应力技术。根据截面计算及当时的预应力钢材市场供应情况,预应力筋采用1570级Φj 15钢绞线。刚架横梁预应力筋为l40Φj 15钢绞线,分为20束,每束7Φj 15,分3组按二次抛物线和直线布置。刚架柱预应力筋为l40Φj 15钢绞线,分为2组,各l0束以直线和曲线布置。锚具采用OVM体系群错。预应力张拉控制应力σcon=。刚架混凝土设计强度C40。图4-6-3为预应力混凝土刚架简图。
由于刚架结构自身刚度较大,若刚架柱与基础采用刚性连接,则预应力筋张拉时因支座约束而产生的次应力将成为影响结构受力的重要因素,影响刚架工作状态。为此在预应力刚架结构计算中对张拉次应力进行反复计算分析,比较不同预应力筋布置曲线引起的次应力,力求将次应力的不利影响减少到最低限度。
工程名称
为减少预应力筋张拉时刚架结构对预应力产生的不利影响,设计时采用了分阶段的支座约束方式。第一阶段刚架施工时在柱脚与基础间放置预埋钢板支座,使之形成滑动面。由于施工时无水平力作用,故柱脚与基础间的连接相当于滑动铰支座,刚架上部结构与基础间不再有多余约束,保证了预应力筋张拉时刚架的自由变形。该连接处同时也就作为预应力刚架下端的张拉锚固位置,避免了预应力筋张拉操作的困难。预应力筋张拉完成后的第二阶段,将上下两块钢板及柱筋相互焊接,二次浇筑强度等级比刚架高一级的C45混凝土形成刚性连接。
预应力刚架结构施工
由于该工程结构高度高、跨度大、结构重,模板支架及支撑结构的设计、高空模板定位、高空大体积混凝土的浇筑