大柱網框架無粘結預應力樓蓋設計及施工

徐 雯

(西安市建筑設計研究院，陜西西安 710054)

0 引言

某蔬菜副食品批發市場二期長邊為200 m，短邊為110 m，全樓設四條施工縫，一條伸縮縫，分為五個施工區段。1層，2層框架梁及井字梁采用后張無粘結預應力混凝土技術(預應力度λ=0．75)，屋蓋局部為網架結構。

1 樓蓋結構方案選擇及經濟效果

1．1 結構方案選擇

某批發市場整個工程分為兩期完成，一期采用普通混凝土結構，柱距大部分為10．5 m，框架梁高最小1 000 mm，最大1 300mm，次梁大部分為3．5m×3．5m方格井字梁結構，梁高為550mm，普通鋼筋配筋量都較大。

二期工程在原有一期工程的基礎上，為了擴大使用空間，要求:1)層高與一期工程相同為6 m，采用大部分為12 m大柱距，批發市場使用大展銷廳，框架梁高不得大于800 mm。2)1層局部為重車道區，活荷載為6 kN/m2，其他部位活荷載為4．5 kN/m2，建筑面層荷載為3 kN/m2。

根據上述特點，樓蓋結構方案在柱軸線布置框架梁，梁高均為800 mm，高跨比為1/15，框架梁之間布置大部分為4．0 m×4．0 m方格網井字梁。框架梁在重車道區斷面為800 mm×800 mm或600 mm×800 mm(邊梁)，井字梁在重車道區為 600 mm×550 mm。其他部位框架梁均為500 mm×800 mm，井字梁均為400 mm×550 mm，次梁高跨比均為1/22，采用后張無粘結預應力混凝土結構。框架梁除端跨外均兩端加腋，跨度大于11 m腋長1 500 mm，跨度小于11 m梁，腋長1 250 mm，腋高均為300 mm。

混凝土為C40，無粘結預應力筋采用Φj15．24低松弛鋼絞線，fptk=1 860 MPa，張拉控制應力 δcon=0．7fptk，張拉端采用 QM15-1夾片錨具，固定端采用QMj15-1擠壓錨具。預應力筋用量約130 t，錨具5 000套。張拉用YCN-23液壓內卡式千斤頂，STDB-Ⅱ超高壓油泵。施工工期緊，要求鋪束張拉等一系列施工工作速度快，同時根據工程施工面大等特點必須合理組織施工。

1．2 經濟效果

一、二期工程分別采用普通混凝土結構及預應力混凝土結構，對比可以看出后者的特點及優勢:

1)節省層高，增大柱距，增大使用空間，6m層高，梁高800 mm與1 300 mm相比可節省500 mm凈空。2)節約混凝土，二期工程12 m跨框架梁500mm×800mm，按一期工程做500mm×1 300 mm計算，每一12 m跨可節約混凝土2．75m3，二期工程一層12 m跨梁共122道(跨)，總共可節約混凝土335．5m3，即使12m跨梁全按重車道區800mm×800mm計算，也較500 mm×1 300 mm節約混凝土13．42m3。3)預應力結構可使整個結構抗裂性能較大提高。以重車道區一12m跨次梁為例(考慮次梁兩端均為簡支)，斷面600mm×550mm，在使用荷載作用下跨中最大撓度fmax=在施加預應力后，實測得預應力損失約為 18．5%，跨中配有 8φj15．24，則:

梁起反拱值f反=15．1mm。

梁的撓度 f=31．9-15．1=16．8 mm ＜31．9 mm。

從上面的計算結果可以得出結論:使用預應力鋼筋提高了梁的抗裂性能，從而消除了整個結構構件裂縫的形成。

2 預應力施工及質量控制

批發市場整體平面尺寸較大，采用分段分區施工、分段張拉的施工方案。為避免預應力筋過長，采取分段布置預應力筋、部分做梁面張拉。

2．1 施工流程

預應力施工流程見圖1。

圖1 預應力施工流程

2．2 預應力筋鋪放

規范規定，預應力筋張拉端部位應與承壓板垂直，并保證承壓板后不小于300mm平直段(一般工程要求300mm～600mm)，加之做梁面張拉預應力筋較多，預應力筋曲線布置曲率較大，處理不好，會給張拉帶來一定困難，容易出現混凝土被拉崩裂、鋼絞線斷絲、伸長值較計算伸長值小等現象。工程實際中采用:1)在預應力筋出梁面位置在通過節點后留有1．25 m(大于曲線反彎點位置)長平直段，以示在抵抗負彎矩的同時充分保證承壓板后的平直段;2)預應力筋張拉端出口處用2Φ14普通鋼筋拉結，以加強張拉端部位混凝土強度;3)同一位置張拉端較多時采用分散應力的方法使張拉端分散開，不會因應力過于集中而使混凝土產生剪切破壞。

2．3 預應力筋的張拉

必須在混凝土強度滿足設計要求，無設計要求時混凝土強度必須達75%以上時才可張拉，工程框架及井字梁均采用預應力結構，合理安排張拉順序十分重要。必須先張拉次梁，后張拉框架梁，否則主梁跨中的次梁會被抬起，造成次梁與模板支撐脫開，這時次梁尚未張拉，有可能產生裂縫。

張拉程序為 0→1．03σcon。

2．4 預應力施工中遇到的問題及處理方法

1)預應力筋在梁中布置，須分段做梁面張拉，其所形成曲線的曲率較大，張拉端部不易形成規范所要求的平直段，張拉端部預應力筋與承壓板不易保證垂直，除前述解決辦法外，在張拉端采用長，寬木穴模，使穴模端部與承壓板水平，充分保證在澆筑完混凝土之后留有充足空間以保證千斤頂頂住承壓板。2)對于在梁端張拉的預應力筋，上述要求不容易達到則采用圓形泡沫穴模。3)張拉伸長值容易出現誤差，采用千斤頂標定值與理論計算伸長值雙控的辦法解決，提前對張拉設備校驗，按所需實際張拉強度標定千斤頂所對應的張拉力，現場控制所需張拉力后與理論計算伸長值比較，兩個吻合說明張拉正確，否則應重新校驗張拉設備并核算理論計算伸長值。

［1］GB 50204-2002(2011年版)，混凝土結構工程施工質量驗收規范［S］．

［2］GB 50010-2010，混凝土結構設計規范［S］．

［3］JGJ 92-2004，無粘結預應力結構技術規程［S］．