秦玉嬌++王有鵬++楊曉霞
【摘 要】很多超高層建筑都應(yīng)用了預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),其具有自重輕、抗裂能力強、鋼材強度高等優(yōu)點,可以保證超高層建筑對安全質(zhì)量的要求。本文即結(jié)合具體工程案例詳細(xì)闡述了預(yù)應(yīng)力技術(shù)在超高層建筑施工中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力技術(shù);超高層;鋼絞線;波紋管;張拉
一、超高層建筑的界定
對超高層建筑的定義,不同的國家有不同的標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)合國于1972年舉辦的國際高層建筑會議將超高層建筑定義為40層以上或者高度超過100m的高層建筑;日本將15層以上建筑定義為超高層建筑。我國對超高層建筑無明確的定義,但在國家現(xiàn)行建筑規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中均有一定說明,可分別從建筑的房屋高度、不規(guī)則程度兩方面詳細(xì)界定超高層建筑。
(一)從房屋高度界定超高層建筑
對于一般建筑,規(guī)范根據(jù)建筑物的高度等級、房屋類型、結(jié)構(gòu)體系、抗震烈度的不同,從房屋高度方面明確了超高層建筑的最低房屋高度,即房屋高度超過一定數(shù)值的一般建筑屬于超高層建筑。
(二)從不規(guī)則程度界定超高層建筑
界定超高層建筑時,除了以一般建筑的房屋高度為依據(jù)外,還應(yīng)該考慮建筑的不規(guī)則程度,特別是不規(guī)則高層建筑,可能因其不規(guī)則程度而將其歸為超高層建筑范圍。通常,對于不規(guī)則的高層建筑,可以根據(jù)其不規(guī)則程度的大小來界定其是否屬于超高層建筑,而不規(guī)則程度的大小可以分別從“同時具有三項及其以上不規(guī)則”和“具有其中一項不規(guī)則”兩種情況進(jìn)行區(qū)別。
二、預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢
(一)提高了構(gòu)件的抗裂能力
因為承受外荷載之前預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受拉區(qū)已有預(yù)壓應(yīng)力存在,所以在外荷載作用下,只有當(dāng)混凝土的預(yù)應(yīng)力被全部抵消轉(zhuǎn)而受拉且拉應(yīng)變超過混凝土的極限拉應(yīng)變時,構(gòu)件才會開裂。而普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中不存在預(yù)應(yīng)力,其開裂荷載的大小僅由混凝土極限抗拉強度(為抗壓強度的1/10左右)所決定,因而抗裂能力很低。
(二)增大了構(gòu)件的剛度
因為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正常使用時,在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下可能不開裂或只有很小的裂縫,混凝土基本上處于彈性階段工作,因而構(gòu)件的剛度比普通鋼筋混凝土構(gòu)件有所增大。
(三)充分利用了高強度材料
普通鋼筋混凝土構(gòu)件不能充分利用高強度材料。而預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中,預(yù)應(yīng)力鋼筋先被預(yù)拉,而后在外荷載作用下鋼筋拉應(yīng)力進(jìn)一步增大,應(yīng)而始終處于高拉應(yīng)力狀態(tài),即能夠有效利用高強度鋼筋;而且鋼筋的強度高,可以減小需要的截面面積。
三、預(yù)應(yīng)力技術(shù)在超高層建筑施工中的應(yīng)用
(一)工程概況
某超高層建筑,主體結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu),在整個工程中總共有 26 條混凝土框架梁的施工采用了后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù),且采用兩端對稱張拉,曲線預(yù)應(yīng)力筋為二次拋物線。鋼筋采用:Φ- HPB235 級,二級-HRB335 級,三級-HRB400 級?;炷敛捎茫侯A(yù)應(yīng)力梁混凝土等級 C40(注意預(yù)應(yīng)力混凝土中嚴(yán)禁使用含有氯離子的外加劑)。
(二)施工工藝流程
后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土框架梁施工工藝流程:支梁底?!壴浩胀ㄤ摻睢附硬y管固定點→支架波紋管→留排氣孔→安裝配件→布設(shè)預(yù)應(yīng)力筋→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→張拉預(yù)應(yīng)力筋→孔道灌漿→切割→錨具封閉。
(三)施工技術(shù)要點
1、支撐與模板
支撐與模板應(yīng)考慮能承受結(jié)構(gòu)自重和施工荷載,要求支撐有足夠的承載能力,穩(wěn)定性好。底模起拱按設(shè)計要求,一般取梁跨度的1%~1.5%,支撐的拆除應(yīng)從跨中向兩邊對稱進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力筋的張拉須在梁的側(cè)模拆除后進(jìn)行,以免側(cè)模阻礙梁中預(yù)應(yīng)力的建立,因此要考慮粱側(cè)模在底模不拆除的前提下拆除方便。
2、鋼絞線下料與制作
預(yù)應(yīng)力鋼絞線束一般比較長,將其運送到施工現(xiàn)場后,需要將其卷成圓盤狀,在制造預(yù)應(yīng)力筋時,需要將其開盤冷拉,還要進(jìn)行下料編束。在下料前,施工人員應(yīng)避免鋼絞線出現(xiàn)變形問題,還要避免出現(xiàn)應(yīng)力松弛情況,施工人員應(yīng)先對預(yù)應(yīng)力鋼絞線束進(jìn)行預(yù)拉,保證鋼絞線抗拉強度達(dá)到 85%以上。預(yù)拉時速度不宜過快,在預(yù)拉完成后還要保持5- 10min,然后再進(jìn)行放松。鋼絞線下料前還要再切割口兩側(cè)板扎鋼絲,一般是在切口50mm處位置,切割完成后要對割口進(jìn)行焊接,保證焊接的牢靠性,還要保證鋼絞線緊繃,不能出現(xiàn)過度松散的情況。另外,鋼絞線下料場還要保證平坦性,如果發(fā)現(xiàn)不平坦,可以在鋼絞線下墊方木。 下料的過程中應(yīng)將鋼絞線從盤卷中慢慢的抽出來,如果一次性全部取出,則可能出現(xiàn)相互纏繞在一起的問題。
3、波紋管鋪放
鋪放前應(yīng)對波紋管進(jìn)行檢查,如發(fā)現(xiàn)砂眼或脫扣應(yīng)用膠帶纏或截斷。梁非預(yù)應(yīng)力筋綁扎成型后從一端或兩端將波紋管穿入梁內(nèi),兩根管間加大一號的接頭管,并用膠帶封裹。對于折線形預(yù)應(yīng)力梁,鋪管時,為適應(yīng)4眼扁錨單根張拉鋼絞線的工藝要求,每根管事先穿入4根通長連續(xù)的8鋼絲,作為穿鋼絞線時的牽引線,以克服折線形預(yù)應(yīng)力粱穿鋼絞線施工中的難題,在固定端設(shè)一灌漿(泌水)孔。
4、穿束
在鋪管的同時穿鋼絞線,采用特制的“子彈頭”將鋼絞線逐根穿入。鋪管穿束完成后,應(yīng)由專人檢查波紋管的位置、破損情況及鋼絞線外露長度等。若鋼絞線外露長度不滿足千斤頂工作長度的要求,尚應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整。鋼絞線外露部分應(yīng)包裹,防止污染或銹蝕。當(dāng)波紋管及預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)完畢并自檢后,應(yīng)向監(jiān)理報驗,符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范要求,辦理隱蔽工程手續(xù),從而進(jìn)行下道工序。
5、預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑
澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)避免振搗棒直接撞擊波紋管和鋼絞線,以免振壞波紋管,造成漏漿,萬一波紋管內(nèi)漏漿會造成以后對預(yù)應(yīng)力筋張拉及灌漿不利的影響?;炷帘仨氄駬v密實,特別是鋼筋密集區(qū)、張拉端尤應(yīng)注意。混凝土澆搗結(jié)束后應(yīng)加強養(yǎng)護(hù),保持充分濕潤,防止水份過早蒸發(fā)而表面產(chǎn)生裂縫。在澆筑中除留置竣工資料中需要的標(biāo)養(yǎng)試塊外,尚要留置施工試塊,并與構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù),以確定張拉時間之用。
6、預(yù)應(yīng)力筋張拉施工
(1)張拉機(jī)具的配備
張拉千斤頂采用前卡式千斤頂單根張拉。油泵和千斤頂在張拉前必須進(jìn)行配套檢驗,得出千斤頂出力和油壓表讀數(shù)之間的關(guān)系式,根據(jù)檢定結(jié)果和工程實際情況,計算出相應(yīng)張拉力下油壓表讀數(shù)值,壓力表的精度不宜低于1.5級,張拉機(jī)具運行應(yīng)正常。
(2)預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制
張拉控制應(yīng)力σcon=0.71fptk=1302MPa。張拉程序:0→0.2σcon(初讀數(shù))→1.0σcon(最后讀數(shù))→持荷3min錨固。
預(yù)應(yīng)力張拉采用雙控法,即應(yīng)力控制(油壓表讀數(shù)),同時校核預(yù)應(yīng)力筋實際伸長值。實測伸長值與計算值相比,應(yīng)在+6%~-6%范圍內(nèi),否則應(yīng)暫停張拉,待查明原因并采取措施后方可進(jìn)行。
四、結(jié)語
綜上,通過實踐證明,在超高層建筑工程中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù),可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,還能保證建筑的抗震性能達(dá)到安全等級要求,值得大力推廣。
參考文獻(xiàn):
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