超长多跨连续预应力梁若干问题的研究

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随着预应力混凝土技术在房屋建筑中的应用,超长多跨连续预应力梁越来越多地出现在各种大型商业中心、工业厂房、公共建筑之中。为了控制超长连续梁预应力损失不致过大,需将结构进行合理划分,分段进行张拉,现行的规范提供的预应力损失计算方法是基于预应力混凝土连续梁的工作原理发展而来,并未考虑连续梁周边侧向约束构件的影响,在实际应用中明显存在不足;划分后的结构,预应力筋在梁柱的某些节点形成预应力筋的搭接,这些搭接节点在外部荷载和预应力共同作用下应力的分布情况较为复杂,有必要进行较为详细的分析;同时,在目前预应力梁的穿管和穿束施工中存在工作效率低,施工质量不稳定等问题,传统的施工工艺主要以人力辅助一些简单的工具完成;由于这两项工作在整个施工过程中占有重要的地位,所以目前的施工工艺亟待提高;本文以兰州某商品住宅小区地下车库为实际工程背景,对上述问题进行探讨,所做的主要工作和结论如下:1、对影响超长多跨连续预应力梁预应力损失的诸多因素进行分析,根据施工现场的实际情况,选取具有代表性的1根2跨预应力连续梁进行摩阻力张拉实验,通过实验与预应力损失的理论计算进行对比,结果显示,计算多跨连续梁预应力损失时,必须考虑侧向约束构件的不利影响,对于2跨连续梁而言,侧向约束构件引起的预应力损失在4%-6%之间。2、对预应力连续梁分段张拉时常采用的两种节点搭接构造形式(一种是梁上预留张拉槽构造形式,另一种是梁侧加腋构造形式),建立有限元实体模型,分别对两种节点搭接构造形式中预应力筋在中跨搭接时形成的十字型搭接节点、一字型搭接节点和在边跨搭接时形成的T字型搭接节点进行分析,对比在相同条件下两种搭接构造形式节点应力的分布规律;分析发现当预应力筋搭接形式采用梁侧加腋构造形式时,节点应力曲线较为平缓,当采用梁上预留张拉槽构造形式时,应力曲线在预留槽处出现突变,梁侧加腋构造的形式优于梁上预留张拉槽的构造形式。3、针对预应力结构施工过程中出现的波纹管穿管和钢绞线穿束的困难,分析了造成这些困难的原因,提出了解决方案,研究出了两种施工机械(一种是后张预应力波纹管穿管机,另一种是后张预应力构件波纹管穿束装置),这两种施工机械不仅可以降低劳动强度和提高劳动生产率而且可以提高施工质量。
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