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      大跨鋼結構拱腳水平推力預應力張拉施工過程模擬分析

      來源:BICP銀泰建構  作者:*  日期:2015-5-26
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        大跨空間拱殼結構因其優美的造型而受到建筑師和業主的青睞,近年來發展十分迅速。拱殼結構體系分析和設計時,需要解決的一個關鍵問題就是如何處理拱殼結構在支承處產生的水平推力。

        本篇文章內容由[中國幕墻網]編輯部整理發布:

        第5階段拱下結構位移(mm,沿長度方向)

        小結:

        1)根據分析結果,各施工階段拱下結構梁端位移統計如下表1所示。

        表1 拱下結構張拉端位移

      施工階段

      1

      2

      3

      4

      5

      張拉端位移(mm)

      0.0

      0.6

      0.4

      1.0

      0.9

        2)由表1可知:施工階段2,第一批預應力張拉,使拱下混凝土結構產生預壓(詞條“預壓”由行業大百科提供),引起的位移為0.6mm;施工階段3,上部拱桁架安裝完成、支撐拆除后,拱下混凝土結構產生向外的推力,節點位移減小為0.4mm;施工階段4,第二批預應力張拉,施工下混凝土結構進一步壓縮,節點位移增大為1.0mm;施工階段5,屋面板幕墻等結構施工完成后,拱下混凝土結構又產生向外的推力,節點位移減小為0.9mm;

        3)由計算結果可知,施工階段1~6,拱下混凝土結構最大位移為1.0mm,位移可控,不會對結構生成不利的影響。

        2.2應力結果

        第1階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)

        第1階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)-拱腳處應力放大顯示

        第2階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)

        第2階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)-拱腳處應力放大顯示

        第3階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)

        第3階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)-拱腳處應力放大顯示

        第4階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)

        第4階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)-拱腳處應力放大顯示

       

        第5階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)

        第5階段拱下結構應力(N/mm2,沿長度方向)-拱腳處應力放大顯示

        小結:

        1)根據分析結果,各施工階段拱下結構拱腳處應力統計如下表2所示。

        表2 拱下結構拱腳處應力

      施工階段

      1

      2

      3

      4

      5

      應力(N/mm2

      0.98

      -0.42

      0.69

      -1.34

      -1.30

        2)由表2可知:預應力張拉之前,拱下結構拱腳處混凝土表現為拉應力,拉應力為0.98N/mm2;施工階段2,第一批預應力張拉,使拱下混凝土結構產生預壓,拱下結構拱腳處混凝土應力由受拉變成受壓,壓應力為0.42 N/mm2;施工階段3,上部拱桁架安裝完成后,拱下混凝土結構產生向外的推力,拱下結構拱腳處混凝土應力由受壓又變成受拉,拉應力為0.69 N/mm2;施工階段4,第二批預應力張拉,拱下混凝土結構進一步壓縮,拱下結構拱腳處混凝土應力由受拉變成受壓,壓應力為1.34 N/mm2;施工階段5,屋面板、幕墻等結構施工完成后,拱下結構拱腳處混凝土應力基本無變化,仍保持1.30 N/mm2的壓應力;

        3)由計算結果可知,施工階段2~5,拱下混凝土結構應力拉應力最大為0.7 N/mm2,遠小于混凝土抗拉強度標準值2.39 N/mm2,最終在拱下混凝土結構中建立1.30 N/mm2的壓應力。

        三、結論

        根據分析結果,可得出如下結論:

        1)拱桁架支撐拆除之前,張拉第一批預應力筋(4個9孔),拱桁架支撐拆除后,張拉第二批預應力筋(4個9孔);

        2)按照此張拉方案,拱桁架下混凝土結構應力與位移均滿足規范的要求,本方案可行。

        通過預應力技術對拱殼結構水平推力的處理,使其空間更大,造型更優美。相信河北奧體中心建成后,勢必會成為石家莊市的城市新地標,也將改變河北體育基礎設施特別是標志性體育場館嚴重落后的現狀。體育場與周邊城市空間將更加協調,展現“綠色、科技、人文”的時代特點,又能體現出河北人民勇于進取,健康和諧的社會氛圍。

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