预应力混凝土培训资料
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预应力混凝土管桩知识培训在建筑工程领域,预应力混凝土管桩作为一种重要的基础构件,具有诸多优点,被广泛应用于各类建筑项目中。
为了让大家更全面、深入地了解预应力混凝土管桩,接下来为大家进行详细的知识培训。
一、预应力混凝土管桩的定义与分类预应力混凝土管桩,是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件。
根据混凝土强度等级,可分为预应力高强混凝土管桩(PHC 桩)、预应力混凝土管桩(PC 桩)和预应力混凝土薄壁管桩(PTC 桩)。
PHC 桩的混凝土强度等级不低于 C80,PC 桩的混凝土强度等级不低于C60,PTC 桩的混凝土强度等级一般为 C60。
按照管桩的外径,通常分为 300mm、400mm、500mm、600mm 等多种规格。
二、预应力混凝土管桩的生产工艺预应力混凝土管桩的生产主要包括以下几个步骤:1、钢筋加工:将高强度预应力钢筋按照设计要求进行拉伸、切断和镦头处理。
2、模具准备:清理并组装好管桩模具,确保模具内壁光滑、无杂物。
3、钢筋笼入模:将加工好的钢筋笼放入模具中,并固定好位置。
4、混凝土搅拌与浇筑:按照配合比搅拌混凝土,然后将混凝土浇筑到模具中。
5、离心成型:通过高速离心作用,使混凝土密实成型,排出多余水分。
6、蒸汽养护:将成型后的管桩放入蒸汽养护池进行养护,加速混凝土的硬化过程,提高早期强度。
7、脱模与堆放:养护达到一定强度后,脱模并将管桩堆放整齐,进行自然养护,使其强度进一步增长。
三、预应力混凝土管桩的特点1、单桩承载力高:由于采用了高强度的预应力钢筋和离心成型工艺,管桩的承载能力大大提高。
2、施工速度快:管桩在工厂预制,质量易于控制,现场施工时沉桩速度快,能够缩短工期。
3、适用范围广:适用于各种地质条件,如软土、砂土、粉土等。
4、工程造价低:相比其他桩型,预应力混凝土管桩在保证承载力的前提下,具有较好的经济性。
5、质量稳定可靠:工厂化生产,生产过程严格控制,质量有保障。
预应力施工技术培训在建筑工程领域,预应力施工技术是一项至关重要的技术手段,它能够显著提高结构的性能和耐久性。
为了让更多的施工人员掌握这一技术,我们组织了本次预应力施工技术培训。
一、预应力施工技术的基本概念预应力施工技术,简单来说,就是在结构承受荷载之前,预先对其施加一定的压力,以提高结构的承载能力、抗裂性能和刚度。
这种技术通常应用于混凝土结构,如桥梁、大型屋面板、预应力混凝土管桩等。
预应力的施加方式主要有先张法和后张法两种。
先张法是在混凝土浇筑之前,先将预应力筋张拉到设计应力,然后临时锚固在台座或钢模上,再浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度后,放松预应力筋,从而使混凝土获得预应力。
后张法则是先浇筑混凝土构件,在构件中预留孔道,待混凝土达到规定强度后,将预应力筋穿入孔道,然后进行张拉并锚固,最后进行孔道压浆。
二、预应力施工技术的优点1、提高结构的承载能力通过施加预应力,可以使结构在承受相同荷载的情况下,截面尺寸减小,从而节省材料,减轻结构自重,增加跨越能力。
2、增强结构的抗裂性能预应力能够有效地控制混凝土的裂缝开展,提高结构的耐久性,延长使用寿命。
3、改善结构的变形性能预应力可以减小结构在荷载作用下的变形,提高结构的刚度,使结构更加稳定。
三、预应力施工技术的材料与设备1、预应力筋常用的预应力筋有钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋等。
预应力筋的质量直接影响到预应力施工的效果,因此在选择时必须严格按照设计要求和相关标准进行。
2、锚具锚具是将预应力筋固定在结构上的装置,常用的锚具有夹片式锚具、支承式锚具和锥塞式锚具等。
锚具的性能必须符合国家标准和设计要求,并且在使用前需要进行检验和验收。
3、张拉设备张拉设备包括千斤顶和油泵等。
千斤顶的类型和规格应根据预应力筋的类型和张拉力的大小进行选择,油泵则应与千斤顶配套使用,以保证张拉过程的平稳和安全。
四、先张法施工工艺1、台座准备先张法施工需要有足够强度和刚度的台座,以承受预应力筋的张拉应力。
预应力预制整浇结构设计编制部门:XXXXX2017/10目录第一部分设计标准一、设计通则二、库房设计三、装卸货平台设计四、行车坡道设计第一部分设计标准一、设计通则1、结构选型及总体设计要求1.1上部结构选型及一般规定1.1.1 结构选型采用装配整体式框架结构,其中梁采用先张法预应力预制叠合梁,柱优先采用定型钢模柱,板采用闭口钢承板组合楼板或现浇密肋板在8度及以上高烈度抗震设防地区或梁端下部正弯矩较大时,采用装配整体式框架—预应力支撑结构,支撑采用先张法预应力单拉杆支撑,也可采用装配整体式框架—现浇剪力墙结构,混凝土框架-钢支撑结构1.1.2 结构整体变形(1)风荷载及多遇地震作用下层间位移限值按《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014表6.3.3取值(2)受弯构件挠度限值同《混凝土结构设计规范》表3.4.3(3)预应力预制构件反拱度宜控制在3‰以内1.1.3 构件裂缝控制构件裂缝控制按《混凝土结构设计规范》GB50010中表3.4.5选用,其中,预应力预制叠合梁裂缝控制等级按三级,且需按相应抗裂荷载进行抗裂验算1.1.4适用高度、抗震等级装配整体式结构房屋的最大适用高度及抗震等级按《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014表6.1.1和表6.1.3进行设计注:大跨度框架指跨度不小于18m的框架1.2地基基础设计1.2.1 地基基础结构选型、地基处理、材料、基础埋深要求等均同普通现浇结构1.2.2 柱下独基、承台设计计算时,基础底板、基础承台的厚度应满足定型钢模柱纵筋直线锚固长度+50mm要求,柱底筋锚固长度按混凝土结构设计规范取值,从基础或承台顶面起算,且柱筋需伸至基础底1.2.3 基础顶面标高应复核定型钢模柱底标高,当基础顶面标高低于定型钢模柱底标高时,可通过设置基础短柱调节,基础短柱每侧比柱边宽250 mm,短柱竖向构造配筋可按不小于φ12@150进行配置,箍筋不小于φ8@1001.2.4 柱底筋在基础中锚固采用波纹管灌浆方式,有基础短柱时,波纹管上端需伸至基础短柱顶,波纹管内径不应小于柱主筋外切圆直径10mm,且不宜小于60mm,镀锌波纹管壁厚不应小于0.3mm,基础锚固做法详下图所示:定型钢模柱基础预埋波纹管大样1.3变形缝设计1.3.1 装配整体式结构,变形缝宜控制在75m以内,超过不多时,可通过设置后浇带、加强带、控制缝、采用低收缩混凝土材料、加强养护等措施,减小混凝土收缩对结构的影响,尽量避免配置温度附加钢筋1.3.2 当变形缝间距超过规范较多时,需进行温度作用计算,必要时配置温度构造钢筋1.3.3 变形缝缝宽按规范要求设置,设缝位置应尽量结合建筑物放火分区界限,应尽量将建筑物设缝与放火分区隔墙设置位置重合1.3.4 伸缩缝下双柱基础可不必断开1.4荷载取值1.4.1 库房、装卸货平台、坡道等楼面活荷载详以下表格,库房楼面活荷载宜根据货柜布置、叉车等,按《建筑结构荷载规范》附录B换算成等效均布活荷载进行计算,平台行车活荷载应计取《道路桥涵通用规范》中公路一级荷载(15m 长集卡,总重55t,单个轮压7t),按《建筑结构荷载规范》附录B换算成等效均布活荷载进行计算注:1、预制预应力叠合梁的抗裂验算时,按表格相应值计算2、表中荷载针对单向次梁结构布置体系表2 平台等效均布活荷载建议值注:1、预制预应力叠合梁的抗裂验算时,按表格相应值计算2、平台大跨度梁,当设置纵向横隔梁,形成双向布置时,按主梁取值3、括号内为消防车道次梁荷载取值表3 坡道等效均布活荷载建议值注:1、预制预应力叠合梁的抗裂验算时,按表格相应值计算2、表中荷载针对单向次梁结构布置体系1.4.2 风荷载、雪荷载、地震作用等按相关规范取值1.4.3 隔墙荷载、楼地面装修荷载等后期装修恒载按实际计算取值1.4.4 其他活荷载办公室楼面活荷载:3KN/m2,吊顶荷载0.25KN/m2,空中连廊活荷载要求:15KN/m2首层地面荷载:30 KN/m2卫生间:2.5 KN/m2楼梯:3.5 KN/m2厨房:4.0 KN/m2,餐厅2.5 KN/m21.5材料选用1.5.1 预制构件采用C50及以上混凝土,楼板及梁后浇叠合部分宜采用C40现浇混凝土,原位预制定型钢模柱宜采用C40及以上混凝土其他次要构件及夹层混凝土等级按常规设计1.5.2 预应力筋采用f ptk为1860级低松弛钢绞线,常用直径Φs15.2,普通钢筋采用HRB400级钢筋1.5.3 灌浆料应采用水泥基灌浆料,性能满足《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014表4.2.31.5.4金属波纹管材质性能满足《预应力混凝土用金属波纹管》JG225-20071.6设计协作1.6.1 因预应力预制整浇结构体系专业性强,钢筋混凝土结构设计部分宜由专业咨询设计单位配合设计2、预应力预制叠合梁设计计算2.1 预应力叠合梁计算内容应包括:正截面承载力验算、叠合面受剪承载力验算、叠合梁竖向接缝抗剪验算,正截面抗裂验算、斜截面抗裂验算、叠合构件裂缝宽度验算、叠合构件挠度验算、预应力构件反拱验算、次梁梁头抗弯、抗剪验算,主梁缺口抗弯、抗剪验算,柱帽抗剪验算2.2叠合梁按《混凝土结构设计规范》GB50010中附录H进行设计,采用两阶段设计方法(1)第一阶段,即后浇混凝土叠合层未到达设计强度之前的阶段,荷载由荷载由预制构件承担,预制构件按简支构件计算;荷载包括:预制构件自重、楼板自重、叠合层自重以及本阶段的施工活荷载(2)第二阶段,即叠合层混凝土达到设计规定的强度值之后的阶段,叠合构件按整体结构计算;荷载包括:考虑叠合构件自重、预制楼板自重、面层、吊顶等自重以及使用阶段的可变荷载(3)弯矩计算次梁(按铰接设计)第一阶段(预制部分受力)正弯矩M1+=M恒1+M活1第二阶段(整体受力)正弯矩M2+= M恒1+M恒2+M活2框架梁(按刚接设计)第一阶段(预制部分受力)正弯矩M1+=M恒1+M活1第二阶段(整体受力)跨中正弯矩M2+= M恒1+M恒2+M活2(+ M地)+M风端部正弯矩M2+= M恒2+M活2*(+ M地)+M风负弯矩M2-=M恒2+M活2(+ M地)+M风注:1、括号内表示地震内力组合控制情况;2、恒1表示预制构件自重、楼板自重、叠合层自重;3、恒2表示面层、吊顶等自重;4、活1表示第一阶段施工活荷载;5、活2表示第二阶段荷载;6、M活2*为梁端活荷载不利正包络弯矩(4)剪力计算次梁(按铰接设计)第一阶段(预制部分受力)V1=V恒1+V活1第二阶段(整体受力)V2= V恒1+V恒2+V活2框架梁(按刚接设计)第一阶段(预制部分受力)V1=V恒1+V活1第二阶段(整体受力)V2= V恒1+V恒2+V活2(+ V地)+V风注:1、括号内表示地震内力组合控制情况;2、斜截面受剪计算混凝土等级按低值;3、不考虑预应力对叠合构件的有利影响2.3 叠合梁端竖向接缝的受剪承载力验算按《装配式混凝土结构技术规程》7.2.2条计算2.4 预制构件高度应大于全截面的40%2.5 预应力混凝土构件,正常使用极限状态验算包括混凝土截面受拉边缘抗裂验算及构件挠度计算挠度计算时,需考虑预加力产生的反拱,其值可按结构力学方法求解,考虑长期作用的影响,增大系数取1.75,反拱过大时,需采取相应的设计及施工控制措施此外,尚应对预应力构件施工阶段进行验算,施工阶段包括制作、张拉、运输、安装等工序,验算时,构件自重的动力系数不小于1.52.6 预应力钢绞线的张拉控制应力σcon≤0.75f ptk,≥0.4f ptk其中,σcon为钢绞线张拉控制应力,f ptk为钢绞线极限强度标准值,取1860N/mm2当要求提高施工阶段的抗裂性能,而在使用阶段受压区内设置的预应力筋或者要求部分抵消预应力损失,可提高0.05fptk2.7 需验算预应力梁端部截面时,钢绞线的有效预应力σpe应根据预应力传递长度ltr,从构件端部按线性进行计算2.8 施工阶段的预拉区和预压区,其法向应力应满足σct≤ftk’σcc≤0.8fck’(σcc为截面预压区混凝土压应力)简支构件端部截面预拉区混凝土拉应力σct可放宽至1.2ftk’,当有可靠工程经验时,叠合式受弯构件σct可按不大于2ftk’控制;预拉区出现拉应力构件,预拉区纵筋配筋率不宜小于0.15%2.9 预应力混凝土受弯构件的正截面受弯承载力Mu应大于开裂弯矩Mcr2.10 先张法构件预应力损失按规范要求计算,且不小于100N/mm23、预制构件基本构造要求3.1 预制构件设计需满足标准化要求,梁宽应符合模具规格要求,预制梁最大高度应小于900(矩形梁)及1650(倒T形梁)mm,梁钢绞线位置、数量也需满足模数要求;柱截面采用800X800、800X(1200、1400),1000X1000,1000X1400等规格,且种类不宜过多3.2 预制构件保护层一般按:梁25mm、柱30mm设置3.3为防止端部集中受压产生劈裂裂缝,对多根分散布置预应力筋,应设置钢筋网片及其他相应措施框架梁端加强筋做法3.4 吊装宜采用预留吊装孔吊装,也可采用吊环,双拼梁应采用吊环,吊环应采用未经冷加工的HPB300级钢筋或Q235B钢材制作,直径≥14时,采用Q235B3.5 次梁与主梁连接接头(节点详具体以下设计章节),当两侧次梁在主梁上的缺口贯通主梁顶面时,应在次梁吊装完毕后,采用水泥基灌浆料填实,灌浆料的性能应满足设计计算假定3.6 预制框架梁底钢绞线锚入柱的长度不小于35d(d为钢绞线公称直径),并且不小于0.5hc+15d (hc为柱宽)3.8 进行后浇叠合层混凝土施工阶段验算时,叠合楼盖的施工活荷载取值不宜小于1.5 kN/m 23.9 预制构件内的洞口应预留,未经设计允许,不得对预制构件进行切割、开洞3.10 无临时支撑预制梁的搁置长度不小于150mm3.11预制构件中外露预埋件凹入构件表面的深度不宜小于10mm3.12 预制梁梁端应设置键槽,键槽数量、尺寸应满足抗剪计算要求和构造要求,键槽可采用贯通式,深度t不宜小于30mm,宽度w不宜小于深度的3倍且不宜大于深度的10倍,叠合梁顶有不小于6mm的粗糙面3.13 装配整体式框架结构中,当采用叠合梁时,框架梁的后浇混凝土叠合层厚度不宜小于150mm,次梁的后浇混凝土叠合层厚度不宜小于120mm,预制梁箍筋应伸入叠合层,箍筋伸入叠合层的直线长度不小于10d3.14 叠合梁的箍筋配置可采用组合封闭箍筋,抗震等级为一、二级的叠合框架梁的梁端箍筋加密区宜采用整体封闭箍筋3.15现浇梁与预制梁的连接,可采用预埋板通过抗剪钢板与现浇梁底筋焊接的方法,也可采用后期植筋的办法,现浇梁与预制梁接触面,需设置粗糙面并在浇筑前刷界面剂一道4、设计过程要点简述4.1 设计条件整理,包括建筑图、类似工程图纸,设防烈度、场地条件、风荷载等设计参数确定,设计荷载确定4.2 根据类似项目及荷载,定好主次梁布置方案,次梁间距,定好次梁、主梁总高及预制高度,板厚及板的做法(闭口钢承板组合楼板或密肋板,一般先采用闭口平板画法)4.3 试算整体模型,确定结构体系,复核各指标及粗算配筋量,初步完成预应力预制梁分类设计计算表(次梁,主梁,平台次梁,平台主梁,平台大跨次梁,平台倒T主梁,坡道主次梁)4.4 画模板图,明确梁板柱做法及尺寸,梁要区分现浇及预制(具体详制图要求),(重点关注:伸缩缝柱净距400,次梁间距2400左右(平台、坡道可在2100左右),卸货坑处梁顶标高,卫生间处局部降板和降梁顶标高,顶层钢柱台柱问题,悬挑处结构,主梁布置换方向时,次方向主梁梁高减100)并提交设计部,与其他部门进行初步内审4.5 计算0容重模型(必要时补充施工阶段简支模型),(注意:混凝土容重取0.1,调幅系数取0.85)4.6 画板配筋及梁配筋图,梁面筋采用0容重模型(施工阶段有支撑整体受力梁按基本模型除外),箍筋按表格计算并结合基本模型(常规次梁箍筋10,主梁8加吊筋)4.7 画柱配筋及节点详图(具体详制图要求)(柱图关键是柱底标高计算:根据柱帽顶标高减去柱模高度-50,即柱底标高=楼面标高-最大梁高(包括降标高高度)-柱模高-50,柱模高为9.9m,个别情况附加柱模1.3m)注意:卸货坑梁降标高处、平台处柱底标高)4.8 自校修改后,提设计部校核4.9 内部各部门审查,并修改意见4.10 提设计院、甲方,并修改意见4.11 提外审,设计部统一回复,设计人员修改4.12 项目经理施工前提前查看图纸,有问题及时提出5、模型实现5.0 关于一些模型的计算参数(提前与设计院沟通协调好,避免后期改动)5.0.1 调幅系数,根据高规5.2.3,装配整体式结构调幅系数取0.7~0.85.0.2 仓库的组合值系数1)活荷载分项系数1.3 or 1.4,活荷载大于4的工业房屋,可取1.3,其他房屋1.4,物流库算工业?2)活荷载组合值系数取0.9 or 0.7,建议取0.93)地震组合中,仓库部分,活荷载重力代表值组合值系数取0.5 or 1.0 or 0.8,中国联合工程公司建议取1.0,感觉太高,建学建议0.8,其他坡道和平台取0.5不变4)周期折减系数取0.8 ,框架结构,梁柱很强,且填充墙很少5.1简支模型(施工阶段验算)(需要时补充)5.1.1、楼层组装针对装配楼层,不针对现浇楼层楼板:[恒活设置] 计算现浇板自重,恒载:0,活载(施工):1.5,并检查荷载(恒活)平面,删除梁线荷载梁高:改为预制梁高,整梁-叠合层厚度分析计算:1、5.1.2、5.1.3、梁端负弯矩调幅系数1.0梁混凝土等级C50特殊梁:全部梁修改为铰接5.2 0容重模型(算框架梁负弯矩配筋)(针对二阶受力梁)5.2.1、不勾选:板自重计算(荷载恒活设置当中)5.2.2、荷载:附加恒荷载:一般1~2、活荷载:一般5~205.2.3、混凝土容重:0.1 (楼层组装——参数设计)5.2.4、调幅系数0.85 (楼层组装——参数设计)5.2.5、周期:可取0.8,常规轻质填充墙框架0.6~0.7 (填充墙越多,墙体刚度越大,整体刚度影响越大,折减系数越小)(楼层组装——参数设计)5.2.6、SATWE分析设计5.2.7该模型问题:地震力是不对的(没有自重恒载),需要放大到基本模型的地震内力可实现:1)、梁端负弯矩组合地震力的情况2)、梁端正弯矩组合地震力的情况,但,需每层设置地震调整系数,1.3*系数(针对高烈度地区)5.3基本模型(可以计算整体指标和墙柱、基础配筋、施工阶段有支撑整体受力梁)5.3.1荷载:计算楼板自重,附加恒、附加活,计算地震及风荷载5.3.2混凝土容重:25.5~265.3.3混凝土等级:C405.3.4调幅系数:0.755.3.5梁刚度:考虑梁翼缘宽度5.3.6周期折减:0.75~0.85.3.7特殊构件:次梁梁端铰接5.3.8一般需考虑楼梯刚度影响5.3.9强刚与非强刚均需计算5.3.10周期回填5.3.11该模型问题:梁端负弯矩多了结构自重引起的负弯矩,梁端正弯矩偏小,多减了结构自重引起的负弯矩梁端正弯矩的实现:增加组合16组,对恒载引起的正弯矩进行折减二、库房设计1 竖向结构设计1.1 柱截面应由框架侧向层间位移角计算条件和轴压比计算条件双控1.2 纵筋配置宜选用大直径钢筋(φ22~φ32),在满足规范最大纵筋间距要求下,尽可能减少钢筋根数,以利于预制梁构件安装1.3 柱截面宜采用定型钢模现浇的类方形或类矩形异型柱,梁柱节点处柱设柱帽,柱帽边比结构柱每边各宽180mm,定型钢模柱如下图所示:定型钢模柱1.4 底层柱与基础连接采用波纹管灌浆连接方式,二层以上柱筋采用机械接头或灌浆套筒连接(节点做法详设计通则中一、1.2.4条)1.5 顶层柱宜采用钢筋混凝土柱,柱顶设钢管水平系杆(顶层柱也可采用钢柱,需征得审图机构同意)2 楼盖结构设计2.1 楼盖结构采用单向次梁布置方案,主梁采用双拼预应力预制叠合梁,平行于防火墙方向布置,次梁采用预应力预制叠合梁,两端按铰接设计,次梁间距应小于3米,通常为2.4米左右,典型平面结构布置图,及常用节点做法如下所示:库房结构平面布置图梁柱连接节点主次梁连接节点双拼主梁节点2.2 楼板可采用闭口钢承板组合楼板或现浇密肋楼板,闭口钢承板采用1.0mm厚镀锌钢板,镀锌量为175g/m2,现浇密肋楼板波高为75mm,总厚度应大于175mm,典型做法如下图所示闭口钢承板组合楼板现浇密肋板2.3 楼板面筋宜采用小直径钢筋,最大间距满足规范要求,板跨中板带板底应配4Φ12以上横向通长钢筋2.4洞口尺寸在300mm以上时,应在结构平面布置图中定位2.5 结构板面不设建筑面层,采用结构自防水2.6 办公区夹层结构:采用钢结构平台夹层,柱上设预埋件,后期与钢梁进行连接,楼板采用压型钢板组合楼板3 抗侧移结构3.1 如抗震设防要求较高,框架梁正弯矩较大,采用框架结构抗侧移不经济时,可布置一定数量的剪力墙,形成框架—剪力墙结构,墙体宜结合楼、电梯间布置,并尽量布置在建筑物的角部区域,宜对称、双向布置3.2 抗侧移结构采用框架-支撑结构体系时,支撑宜采用预应力混凝土单拉杆支撑,支撑在同一方向应基本对称布置,且应在两个主轴方向分别布置,支撑设置位置不能影响正常使用三、装卸货平台设计1 竖向结构设计1.1柱截面应由框架侧向层间位移角计算条件和轴压比计算条件双控1.2 纵筋配置宜选用大直径钢筋(φ22~φ32),在满足规范最大纵筋间距要求下,尽可能减少钢筋根数,以利于预制梁构件安装1.3 柱截面采用定型钢模浇筑的类方形或类矩形异型柱,梁柱节点处柱设柱帽1.4 底层柱与基础连接采用波纹管灌浆连接方式,二层以上柱筋采用机械接头或灌浆套筒连接(节点做法详一、1.2.4条)2 楼盖结构设计2.1 楼盖结构采用单向布置,大跨方向为次梁,开间(短跨)方向为主框梁,相邻跨次梁布置方向与大跨次梁方向垂直,大跨次梁间应设置二道横隔梁,典型结构平面布置图,如下所示:平台结构平面布置图2.2 大跨度次梁采用预应力预制薄腹工字形叠合梁(详图示),按简支设计,搁置大跨次梁的主框架梁采用预应力厚腹工字形叠合梁(详图示),与横隔梁连接的次框架梁采用双拼薄腹工字形梁组合的叠合梁(详图示),横隔梁采用现浇矩形梁,相邻跨的主框架梁采用双拼矩形叠合梁,次梁采用按简支设计矩形叠合梁2.3 楼板采用闭口钢承板组合楼板或现浇密肋楼板,组合楼板板厚宜大于180mm,密肋楼板总厚度宜大于200mm,闭口钢承板采用1.0mm厚镀锌钢板,镀锌量为175g/m2,现浇密肋楼板波高为75mm2.4 楼板受力钢筋一般采用小直径筋,d8~14;板面应双层双向连续通长配筋,楼面上表面钢筋间距应不超过150mm,下表面钢筋间距应不超过200mm薄腹工字形叠合梁厚腹工字形叠合梁双拼大跨次框架梁2.5 后浇混凝土叠合层宜采用抗渗砼,抗渗等级不低于P6(板厚较厚时,可分层浇筑),结构板面不设建筑面层,采用结构自防水,有坡度时,采用结构找坡2.6 平台外侧(远离月台),应配合建筑专业留设结构排水设施;平台内侧(靠近月台),应配合建筑专业留设平台楼面建筑防水铺设条件2.7 平台应与仓库楼面脱离设缝,结构缝留设条件应吻合建筑防水做法2.8 平台与坡道衔接处,应配合建筑要求留设变形缝做法条件2.9 室外楼梯宜采用预制钢筋砼楼梯3 抗侧移结构3.1 抗侧移结构采用框架-支撑结构体系时,支撑宜采用预应力混凝土单拉杆支撑,支撑在同一方向应基本对称布置,且应在两个主轴方向分别布置,支撑设置位置不能影响使用四、行车坡道设计1 结构形式及总体设计要求1.1 地基基础设计:可采用天然地基、桩基础、地基处理,沉降量控制在60mm以内,相邻基础的相对沉降差控制在3‰以内,按国家规范要求设置沉降观测点,与行车平台衔接处,沉降差应不大于10mm1.2 结构类型:采用框架结构,短向作为主梁,长向作为次梁(典型结构平面布置图如下),主次梁均采用预应力预制叠合梁,板为闭口钢承板组合楼板、密肋楼板或现浇平板,转弯处和结构复杂部位梁板采用非预应力现浇结构,柱采用普通现浇柱坡道结构平面布置图1.3 坡道变形缝设置间距宜按不超过70m控制1.4 柱距控制宜不超过12m,柱截面尺寸应不超过1mx1m1.5现浇框架梁截面高度宜不小于跨度的1/12,应考虑裂缝控制条件,坡道转弯处,柱布置位置应优化,避免出现弧形梁1.6 坡道起坡点应与建筑总图对应,底部衔接处,必要时应设计钢筋砼挡墙1.7 结构板面不设建筑面层,采用结构自防水,有坡度时,采用结构找坡1.8 道两侧栏板应采用钢筋混凝土,其配筋应锚固进入下部主梁,栏板厚度应不小于150mm,高度吻合建筑设计要求体系特点概述无支撑叠合梁两阶段受力,梁底跨中区域先张法预应力,框架梁端部钢绞线释放预应力作为普通钢筋锚固(小震下钢绞线按360计算满足强度和刚度要求,大震下,按钢绞线强度换算,远远大于360,作为裂缝开展后塑性耗能机构,有利于塑性铰的形成,所以不应该附加富余普通钢筋),预制叠合装配整体式结构体系,显式牛腿施工阶段用于搁置,使用阶段形成加强型梁柱节点,对抗震设计有利原位定型钢模预制柱搁置式装配简支次梁(参考法国世构体系)五法解决特殊大跨度梁(数量少)1、先张法构件1)先张预制加高截面法(钢绞线数量跟其他一样,应力一样,上排钢绞线位置一样,仅加高截面,可附加普通钢筋)(二阶受力)2)先张预制,搁置次梁后,先浇2米宽翼缘法(部分二阶受力)3)先张预制支撑法(一阶受力)2、后张法构件1)后张预制法(可分批张拉,按二阶受力考虑)2)后张普通现浇法(一阶受力)。
预应力混凝土结构设计--复习题《现代预应力混凝土》复习思考题第一章钢筋混凝土结构概念及材料物理力学性能1.什么是混凝土的徐变?影响混凝土徐变的主要因素有哪些?徐变对混凝土结构造成哪些影响?2.什么是混凝土的收缩?引起混凝土收缩的主要原因是什么?收缩对混凝土结构产生的影响有哪些?3.混凝土收缩与徐变的主要区别表现在哪里?预应力混凝土结构的概念及其材料1.什么是预应力混凝土结构?简述预应力混凝土结构的基本原理?2.简述与钢筋混凝土构件相比,预应力混凝土结构的优、缺点?3.什么是预应力度?请简述不同配筋混凝土构件预应力度的取值?4.我国《公路桥规》根据预应力度将结构分为几类?5.预加应力的主要方法有几种?6.简述先张法和后张法施工预应力混凝土构件的主要施工工序,并指出其在施加预应力方法上的不同之处。
7.预应力混凝土构件对混凝土有哪些要求?为什么提出这些要求?8.公路桥梁中对预应力混凝土结构所使用的预应力钢筋有何要求?其常用的预应力钢筋有哪些?9.锚具和夹具各指什么?预应力混凝土构件对锚具有何要求?按照传力锚固的原理,锚具如何分类?10.公路桥梁中常用的制孔器有哪些?11.如何理解预应力混凝土结构的三种概念?它们在结构受力分析和设计中有何作用?预应力混凝土受弯构件的设计与计算1.预应力混凝土受弯构件从预加力到最后破坏一般经历哪些受力阶段?2.何为预应力筋的张拉控制应力?何为预应力筋的永存预应力?3.预应力混凝土受弯构件计算中,何为消压弯矩?何为消压状态?该状态下构件截面上的应力特征是什么?4.预应力混凝土受弯构件计算中,何为开裂弯矩?其与钢筋混凝土受弯构件比较有何变化?其变化的原因是什么?5.对构件施加预应力是否会降低或增加其极限承载能力?为什么?6.为什么预应力筋的张拉控制应力值不能取得太高,也不能取得太低?7.什么情况下预应力筋的张拉控制应力允许值[σcon]可提高0.05f pk?8.对同一钢种的预应力筋,为什么不同的张拉方法其张拉控制应力取值不同?9.混凝土收缩、徐变对预应力混凝土构件有何影响?10.什么是预应力损失?什么是钢筋的张拉控制应力?11.预应力损失有哪几种?对先张法构件通常发生的是哪几种?对后张法构件发生的又是哪几种?12.《公路桥规》中考虑的预应力损失主要有哪些?引起各项预应力损失的主要原因是什么?如何减小各项预应力损失?13.请解释钢筋的松弛或应力松弛?钢筋松弛的特点有哪些?14.什么是预应力钢筋的有效预应力?对于先张预应力构件与后张预应力构件各阶段的预应力损失应如何组合?15.对后张法构件中的预应力曲线钢筋,计算由锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失值σl1时,如何考虑预应力钢绞线与管道的摩擦影响?16.后张法构件的预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的预应力损失值σl1,从张拉端开始沿预应力筋长度方向是如何变化的?为什么?17.对后张法构件中的预应力筋,为什么采用两端张拉或超张拉方法,可减少由预应力筋与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失值σl1?18.计算由锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失值σl2时,为什么仅考虑张拉端而不考虑锚固端?19.先张法构件采用蒸汽养护时,预应力筋与台座之间的温差是怎样引起预应力损失的?20.何谓钢筋的应力松驰?预应力筋应力松驰引起的预应力损失值σl4与哪些因素有关?21.对碳素钢丝、钢绞线,当σcon/f pk≤0.5时,为什么可不考虑预应力筋应力松驰引起的预应力损失值σl5?22.为什么后张法构件由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失比先张法构件的小?23.结构构件从预加应力时起至承受外荷载的天数,对混凝土收缩和徐变引起的预应力损失有何影响?为什么?采用什么措施可减少由混凝土收缩和徐变引起的预应力损失?24.处于高潮湿条件下的预应力混凝土结构,其预应力损失值为什么比处于干燥条件下的小?25.先张法构件和后张法构件的第一批损失σl1及第二批损失σlⅡ各是如何组合的?26.为什么先张法构件由预应力筋应力松驰引起的预应力损失σl5一般情况下计入第一批损失中,而后张法构件则计入第二批损失中?27.为什么后张法预应力混凝土轴心受弯构件在使用阶段的应力分析中,采用换算截面面积A0?28.将后张法和先张法预应力混凝土轴心受弯构件在使用阶段、破坏阶段的应力状态进行比较,指出预应力筋及混凝土的应力各有何差异?29.在实际工程中,为什么对构件的受压部位也有施加预应力的?30.在预应力混凝土受弯构件中,配置非预应力纵向主筋A s和A 的作用各是什s 么?31.在预应力混凝土受弯构件中,为什么配置非预应力钢筋A s和A 可增加构件s 的延性?32.在分析预应力混凝土受弯构件受拉区开裂前各应力状态的混凝土应力时,为什么可采用材料力学公式?33.在两个预应力混凝土受弯构件的受拉区内分别配置有屈服点、无屈服点预应力筋,计算相对界限受压区高度ξb时,二者有何不同?为什么?34.预应力和非预应力混凝土受弯构件的斜截面受剪承载力计算及要求有何不同?35.当预应力混凝土受弯构件施工阶段计算中,构件预拉区边缘的混凝土法向拉应力不满足规定的要求时,可采取哪些措施?36.在预应力混凝土受弯构件承载力计算时,A0和A n的意义是什么?各自的用途是什么?37.《公路桥规》中,针对持久状况下的使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的最大压应力有何规定?38.《公路桥规》中,针对持久状况下的使用阶段预应力混凝土受弯构件受拉区预应力钢筋的最大拉应力值进行限制的原因是什么?39.《公路桥规》中,针对预应力混凝土受弯构件为什么要进行抗裂性验算?其抗裂性验算分为哪两种?对于全预应力混凝土和A类部分预应力混凝土构件的正截面抗裂性验算具体要求是什么?40.《公路桥规》中,针对预应力混凝土受弯构件进行持久状况下应力验算和抗裂性验算时,其作用效应的组合系数、汽车荷载的冲击系数各是如何考虑?41.预应力混凝土受弯构件受压区配置预应力钢筋的主要目的是什么?它对构件的正截面抗弯承载能力计算有何影响?42.为什么要对预应力混凝土构件的端部采取局部加强措施?43.预应力混凝土构件的挠度由哪些部分组成?什么是预应力混凝土构件的上拱度、预拱度、倒拱度?《公路桥规》中,预应力混凝土构件如何设置预拱度?44.预应力混凝土简支梁设计计算的主要步骤有哪些?45.预应力混凝土简支梁设计计算中预应力钢筋截面面积的估算方法有哪些?各是如何计算的?46.什么是预应力钢筋混凝土受弯构件的束界?预应力钢筋的布置原则是什么?47.预应力钢筋混凝土受弯构件在支点附近弯起原因有哪些?48.比较普通钢筋混凝土构件与预应力混凝土构件的受力特点,以及两者的优、缺点。
第五章预应力混凝土工程教学目的:通过本章学习使学生了解和熟悉预应力混凝土的原理和施工工艺及相关问题。
教学要求:1. 了解预应力混凝土工程的特点和工作原理;了解锚(夹)具、张拉机具的构造及使用方法;了解后张法施工中块体的拼装步骤;了解电张法、无粘结应力混凝土施工工艺。
2. 熟悉后张法施工时孔道的留设方法和后张法施工中孔道灌浆的作用和方法。
3. 掌握先张法的施工方法和施工工艺;掌握后张法的含义、施工工艺;掌握预应力混凝土施工中应力损失及其控制方法。
教学重点:后张法施工的含义;后张法施工的工艺;预应力混凝土施工中应力损失及其控制方法。
教学难点:为何使用预应力混凝土;后张法施工的工艺;后张法施工锚具;预应力混凝土施工中应力损失及其控制方法。
教学方式:讲授法参考资料:1.毛鹤琴.土木工程施工(第2版).武汉:武汉工业大学出版社,20042.重庆大学、同济大学、哈尔滨工业大学.土木工程施工(上、下册). 北京:中国建筑工业出版社,20033.赵世强.土木工程施工实习手册.北京:中国建筑工业大学出版社,20034.姜卫杰.《土木工程施工》学习指导.武汉:武汉工业大学出版社,2000教学过程及内容:普通构件抗拉极限应变为1×10-4~5×10-4,正常使用条件下,受拉区砼开裂,构件刚度小,挠度大。
要使砼不开裂,受拉钢筋的应力只能达到19.6 ~29.4N/mm2;当缝宽控制在0.2~0.3mm受拉钢筋的应力只能达到147~245N/mm2 。
为了克服砼过早出现裂缝,且充分发挥钢筋的作用,人们创造预应力混凝土。
预应力:在结构或者构件受拉区域通过对钢筋进行张拉、锚固、放松,使砼获得预压应力,产生一定的压缩变形,当结构或构件受力后,受拉区砼的拉伸变形首先与压缩变形抵消,然后随着外力的增加,砼才继续拉伸,这就延缓了裂缝的出现、限制了裂缝的发展、充分发挥钢筋的作用。
预应力混凝土的特点:⒈充分发挥了砼和钢筋各自的特性,能提高钢筋混凝土构件的刚度、抗裂性和耐久性,有效地利用高强砼和高强钢筋。