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超长圆环预应力楼板设计研究
来源:    发布时间: 2015-02-12 16:02   874 次浏览   大小:  16px  14px  12px
本文基于杭州市民中心工程,阐述了采用预应力技术来防止超长圆环楼板在收缩及温差作用下的开裂的设计思想,并介绍了后浇带,加强带等一系列构造措施,以供类似结构设计的参考。
关键词  超长圆环楼板 预应力 后浇带

陈玉堂 郑毅敏 熊学玉

( 同济大学 )


一、前言
  1 工程概况
  杭州市民中心工程是杭州钱江新城的主体建筑,该建筑由一组高 100m 的主楼及多层副楼组成,建筑面积约 50 万平方米,其中地上部分建筑面积约 35 万平方米,地下室面积约 15 万平方米,规模巨大,为超大型的建筑结构。工程主体为 6 幢弧形结构 ( 图 1) ,以内半径约 70 米围绕场地中心环向分布,单幢弧形结构中心弧长约 50m ,距圆心中距为 85m ,地面以上 26 层, 23 - 25 层处设有一环形封闭天桥把 6 幢大楼连成一整体,形成连体结构。该工程由同济大学建筑设计研究院设计,其中预应力部分的设计与施工由上海同吉预应力工程有限公司完成。
  2 预应力混凝土楼板设计
   地下室为 360 ⅹ 360m 见方的平面,其中距圆心 50m~80m 范围的环形部分地下室因使用功能限制无法设置变形缝, 6 幢主楼位于环间,主楼之间有坡道相隔,环中心周长约 400m, (见图 2 ),显然结构长度大大超过了 ? 钢筋结构设计混凝土规范 ? ( GB50010-2002 )第 9.1.1 条规定的钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距,因此,必须采取可靠的措施,减小或避免结构在温差及收缩应力作用下的开裂。
   通常采用的措施如下:
  ⑴ 混凝土浇注采用后浇带分段施工;
  ⑵ 采用专门的预加应力措施;
  ⑶ 采用能减小混凝土温度变化或收缩的措施。 
  混凝土是一种热胀冷缩的材料,因其抗压强度远高于抗拉强度,故一般仅考虑温度下降时的混凝土收缩,称为温降收缩。降温收缩时,自由变形收到多余约束的限制,结构中便会产生应力,称为温降应力。当结构长度足够大时,产生的拉力可使结构混凝土产生开裂。当结构处于自由状态时,温度下降的同时构件内不会产生任何应力,构件的自由收缩应变 ε = α△ T ,如果收缩变形受到完全约束,设混凝土弹性模量 E C , 则温降作用下的构件内产生的温降应力为 σ = α△ TE 。实际混凝土不会处于自由状态,也不会完全处于刚性约束状态,而是介于两者之间,混凝土构件温降收缩受到的约束大小与自由状态下温降收缩变形量大小和结构类型有关,受约束混凝土构件在温降作用下产生的应力 σ ct =Kα△ TE, 其中 K 为收缩时的受约束系数, 0 ≦ K≦1。超长结构中,构件越长,在相同的综合温降下构件产生的变形量越大,变形受到的约束也就越大,即K值取值大,则产生的温降应力也就大,施加预应力时,变形也会因结构超长受到较大的约束力,从而不能有效的建立预压应力,为了提高预应力效应,可在约束作用对结构常受力影响较大的构件上设置后浇带,待预应力张拉完后浇灌混凝土,从而达到减小对预应力的影响的效果……

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