預(yù)應(yīng)力混凝土工程：體育館懸挑預(yù)應(yīng)力大梁的設(shè)計(jì)與施工

1、體育館懸挑預(yù)應(yīng)力大梁的設(shè)計(jì)與施工 南京龍江體育館為多功能體育館，其入口處的懸挑大梁KJ1承受的荷載很大。為保證結(jié)構(gòu)的耐 久性及剛度，使用過(guò)程中不向短挑梁轉(zhuǎn)移荷載，KJ1的外伸長(zhǎng)梁采用了部分預(yù)應(yīng)力混凝土大梁。 經(jīng)比較分析，從受力的合理性角度及減輕自重方面考慮該大梁的截面為變截面，懸挑梁根部 截面尺寸為 700mm x 2000mm端部截面尺寸為700mm X900mm 。由于KJ1框架梁的CA、段的 正彎矩較小，預(yù)應(yīng)力筋在該段主要沿梁頂面部置，在O C觸處錨固。該懸挑大梁的混凝土等級(jí)為 C4 0。預(yù)應(yīng)力筋采用1860級(jí)低松弛鋼絞線，張拉端用 QM15-6型錨具，固定端用擠壓錨，預(yù)留孔道 用金屬波

2、紋管成型。 第1章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 該大梁處在室內(nèi)低侵蝕環(huán)境，考慮到該懸挑結(jié)構(gòu)以承受恒載為主，預(yù)應(yīng)力筋按下列原則配置 在恒載下截面不退壓； 在使用荷載下裂縫寬度小于 0.1mm ; 在常遇地震作用下裂縫寬度小于0.2mm。 第2章 預(yù)應(yīng)力筋布置 該懸挑大梁的危險(xiǎn)截面為根部截面，彎矩是主要內(nèi)力。為使該截面的抵抗彎矩最大，預(yù)應(yīng)力 筋盡可能靠頂布置。根據(jù)上述原則大梁共采用48根j15預(yù)應(yīng)力筋，分成8束，每束6根。預(yù)應(yīng)力 筋在懸臂根部截面排成 2排，位置如圖4-10-1所示。在懸臂末端區(qū)域，由于彎矩較小，預(yù)應(yīng)力筋 分別距懸臂端1.5m及1.0m處錨固下排中間及上排中間 2束預(yù)應(yīng)力筋，在懸臂端部錨固4束。

3、因KJ 一； 1 旗開(kāi)得勝 14大梁支承在懸挑梁的端部，懸臂端的4束預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)緊貼梁外側(cè)錨固在混凝土內(nèi)(保護(hù)層厚80m m)。 大梁預(yù)應(yīng)力筋走向如圖 4-10-1(a)所示。為保證局部承壓的安全，除將梁在柱外加寬到800m m外，還將中間2束空間扭轉(zhuǎn)成上下束，如圖4-10-l(b)所示。 第3章結(jié)構(gòu)性能分析 第1節(jié)預(yù)應(yīng)力損失 該大梁預(yù)應(yīng)力筋張拉控制應(yīng)力取b=0.75coni860=l395N/m m2，在懸挑梁根部各項(xiàng)預(yù)應(yīng) 力損失如下： oL仁60N/m m2 , b L2=21N/m m2; b L4=35N/m m2, b L5=5lN/m m2 ，總損失b L=167N/mm2。預(yù)應(yīng)力筋

4、中有效預(yù)應(yīng)力為：o pe=1228N/m m2?？傤A(yù)壓應(yīng)力為 8 252kN 。 第2節(jié)活載彎矩值 活載包括樓座荷載及屋蓋雪載等荷載，在懸臂根部引起的彎矩為1806kN -m。 第3節(jié)長(zhǎng)期及短期荷載下抗裂度驗(yàn)算 最大彎矩截面受拉區(qū)最外纖維抗裂度驗(yàn)算結(jié)果如下：長(zhǎng)期荷載與預(yù)應(yīng)力共同作用下的混凝土 應(yīng)力為0.65N/m m2，短期荷載與預(yù)應(yīng)力共同作用下的應(yīng)力為3.18N/m m2，因此在長(zhǎng)期荷載 及短期荷載組合下滿足抗裂要求，均滿足該工程的設(shè)計(jì)原則。驗(yàn)算截面取邊柱邊截面。 第4節(jié)抗彎及抗剪承載力計(jì)算 所需抵抗的設(shè)計(jì)彎矩為13781kN m，預(yù)應(yīng)力筋抵抗彎矩為12054kN m，按承載力要求應(yīng)補(bǔ) 一；

5、 2 充的非預(yù)應(yīng)力筋為 As=3094m m2。非預(yù)應(yīng)力筋按構(gòu)造要求配置0.3%A=0.003 X700 X2200=46 20m m2。最后配置1025非預(yù)應(yīng)力筋。因剪力不大，抗剪承載力易滿足。 第5節(jié)懸臂大梁的位移 懸臂大梁梁端位移對(duì)該工程來(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán)格控制的指標(biāo)。因梁端位移過(guò)大將引起與之相聯(lián)構(gòu) 件的內(nèi)力調(diào)整，一些構(gòu)件將出現(xiàn)過(guò)大裂縫。采用預(yù)應(yīng)力混凝土，該大梁在外載及預(yù)應(yīng)力共同作用 下不開(kāi)裂。故截面剛度取為 B=EI。 由于大梁為變截面大梁，大梁的變形計(jì)算應(yīng)采用廣義等效荷載計(jì)算。根據(jù)計(jì)算分析，在荷載 作用下梁端位移為26.647mm而預(yù)應(yīng)力作用下梁端位移為 19.324mm f,最終位移為7

6、.37mm J 。位移小于懸臂長(zhǎng)度的1/1000。 第6節(jié)錨固區(qū)的設(shè)計(jì) 固定端因在大梁內(nèi)分散錨固，局部承壓的安全容易保證。采用擠壓錨加墊板及螺旋筋的形式 。6根預(yù)應(yīng)力筋共用I塊錨板和1根螺旋筋。因墊板四周范圍較大，局部承壓比較富余。 張拉端采用鑄鐵喇叭管，原有配套的螺旋筋，但因錨具比較集中，改為網(wǎng)片，由圖4-10-1(b )可見(jiàn)外邊錨具中心離梁邊緣為150mm。為加強(qiáng)梁端局部承壓的承載力，在梁端將外框箍筋直徑 加大，間距加密，并用拉結(jié)筋拉牢，如圖4-10-1(c)所示，使梁端形成一個(gè)整體的錨固塊。張拉完 成后觀察表明，張拉端及固定端均未出現(xiàn)任何形式的裂縫。這里必須提及的是錨固區(qū)的設(shè)計(jì)首先 是錯(cuò)

7、具在梁端的合理分布，而不是加間接鋼筋。 第7節(jié)腰筋的直徑與間距 腰筋對(duì)混凝土收縮裂縫的控制及大梁抗扭起有利作用。若梁尺寸較大，混凝土等級(jí)較高，其 20， 腰筋直徑及向距與鋼筋混凝土規(guī)范的規(guī)定應(yīng)有所區(qū)別。KJ1框架大梁設(shè)計(jì)中腰筋的直徑為間 距為200mm，觀測(cè)表明效果較好。 第4章 預(yù)應(yīng)力施工 龍江體育館KJ1框架懸挑大梁預(yù)應(yīng)力筋主要沿梁頂布置，近似為直線配筋，孔道摩擦損失小。 由于懸臂端無(wú)法張拉，只能采取一端張拉。該大梁的非預(yù)應(yīng)力筋配筋多，梁的尺寸大，故采用預(yù) 應(yīng)力筋先穿入波紋管中的方案。由于預(yù)應(yīng)力筋在張拉端及錨固端都需要中間扭束，故大梁的箍筋 股距必須方便預(yù)應(yīng)力筋扭束。為保證預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際形狀與設(shè)計(jì)形狀相同，減少附加的摩擦損失， 鋼筋井架間距取為600mm。為保證張拉前孔道暢通，利用該大梁的傾斜度較大的特點(diǎn)，在混凝土 初凝前從梁末端泌水孔中灌水，將澆注中可能滲入的水泥漿沖刷掉。 張拉順序是先中間一列，后兩邊交錯(cuò)進(jìn)行。考慮到大梁混凝土壓縮的影響，前4束比后4束張 拉力高1.5%。 由于該大梁截面不屬于薄腹梁，梁側(cè)有樓座次