《大跨度多次预应力钢穹网壳设计与张拉监控（附质量保修书+进场须知）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大跨度多次预应力钢穹网壳设计与张拉监控（附质量保修书+进场须知）（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、空间结构技术施工工艺 工程有限公司年 月 日大跨度多次预应力钢穹网壳设计与张拉监控ss攀枝花体育馆平面呈八角花瓣形(图6-7-1),周围用8个柱面相连,跨度近65m,曲边八边形外尚有l.944.16m不等的悬挑。屋盖支承于标高16.6m的8个混凝土圆柱顶上,相邻柱距24.85m,壳中心标高(节点球心)27.90m。最大平面覆盖尺寸74.8m74.8m。该工程按7度抗震设防,属类场地土,基本风压0.5kN/m2,屋面荷载4.11kN/m2。网壳杆件用16Mn钢管,计4633根,另加8大束钢绞线预应力高强拉索,节点球986个,其中大部分节点为鼓形螺栓球,少量(约15%)为焊接空心球。8个支座采用橡
2、胶垫板减振并消除温度应力。16Mn钢网壳设计用钢量为35.00kg/m2。后因16Mn钢管现货匹配不齐,改用以大代小的Q235钢管,屋面荷载变为4.25kN/m2,实际工程用量增至49.00kg/ m2。该屋盖结构选型时,除首先要满足建筑功能、使用要求、安全可靠并符合设计规定外,还进行了曲面平板网架、预应力混凝土边构支承的钢网壳、非预应力钢网壳、预应力钢网壳等多方案比较。分析表明,多次预应力钢网壳比非预应力钢网壳节约钢材36.61%,比平板网架省钢54.88%。最后决定采用按多次预应力组合式短程线型钢网壳方案。据悉这是世界上多次预应力新技术应用于空间钢结构的首例工程。因国内无网壳设计规范,亦无
3、预应力钢结构设计规程,故工程设计只能参照相关规范和自身特点以及该项目阶段性研究成果进行。第1章 预加应力体系的选择网壳的预加应力体系包括布索方案、预应力节点和预应力拉索选型,在网壳中如何布索才能提高预应力经济效益是关键问题。布索的原则是:在预应力的作用下，结构具有最多数量的卸载杆,最少数量的增载杆和中性杆,以使网壳的卸载效应大,从而收到明显的效果。网壳宜在下部壳外布索,其布索方案大致可分两类(图6.7-2):一类为壳边缘布索边构街外布索(A-A)、支座两两相间配索(B-B);另一类为壳中部布索支座对角线配索(C-C)、对角线下撑式壳外配索(D-D)。杆件卸载效应和节点反拱度效应分析结果显示,中
4、部布索方案的矢高大,易获较大的反力矩,因而卸载与反拱度效应均比边缘布索方案明显。由于建筑要布设吊顶,不容预加应力体系结构外露,故正式施工图设计采用壳外下撑式直束配索的边缘布索方案（A-A)。该预加应力体系方案与网壳的边缘构件和壳面构件合二为一,仅需加大截面尺寸,以简化构造。下撑拉索为高强钢绞线,通过间M锚具锚于预应力节点,考虑到平面外的稳定性,特于侧向加杆扶持。为改善布索方案A-A矢高小的不利受力情况,在八条边下设置了32根向上的撑杆,它能产生很大的上抬力,以弥补其卸载与反拱度效应差的不足。第2章 预应力全过程计算原理及静力分析预应力网壳全过程计算,实际上就是加载顺序在网壳计算上的反映。该屋盖
5、工程根据荷载的可分性、施工设备及工艺的可行性,在简化构造的情况下,为最大限度提高结构承载能力,节约钢材、降低造价,在征求施工单位意见后,决定采用以高强钢绞线为预应力拉杆的预应力结构五阶段设计。即“受载张拉一受载一张拉一受载的加载顺序。首先,网壳拼装就位后,加上约半数的屋面板重,使杆件处于受载状态,第一次利用荷载作用下杆件的允许承载能力;其次,张拉钢索,大致按荷载比例确定初始预加力值,对整个网壳相当大部分的杆件施加预应力至其反向允许承载力的极限;再第二次加上首批余下的全部壳板重量,第二次利用荷载下杆件的允许承载能力;然后第二次张拉钢索达总预加力控制值,这时,网壳又有相当大部分杆件达到其反向允许承
6、载力的极限;最后第三次将屋面构造、室内吊顶、灯光、马道、水电管线等全部荷载加上,从而使网壳杆件的承载能力达到设计值,第三次利用杆件的允许承载能力。分析中,每当全部荷载工况计算完毕,都要根据内力组合结果,调整杆件截面,再进行下一轮计算,并需复检恶劣工况,再调杆件截面至满足设计要求。预加力值的选择包括预加力值的初始值和最终控制值的确定,两次预加力幅值变化及其引起不同的杆件内力和经济效益等,问题比较复杂。预应力值不是越大越好,而是要根据工程具体情况,调整至变形适度、杆力不能过大、杆件理论重量最轻的最佳状态,这主要通过不同方案反复试算后优选确定。本工程预加力值的初始值和最终控制值分别取450kN和25
7、0kN较为合适。按空桁法专用程序分析其内力分布规律,理论分析与模型实测结果比较吻合。第3章 动力特性及地震反应分析理论分析及模型试验表明,结构体系的频率分布成几个密集区形式。加预应力后,网壳的自振频率有缩短趋势。当预应力网壳作整体振动(主要是基频)时,网壳各杆件间的相互拉力可以抵制其振动幅值;但在大多数自振频率下,网壳作局部振动。采用反应谱理论对结构竖向地震反应作了分析,从若干典型杆元的内力反应看,其最大的动力效应一般不超过静力反应的6.84%,进行内力组合结果,对7度设防的结构设计不起控制作用。总的看来,预应力网壳结构具有良好的动力特性和抗震性能。第4章 预应力施工网壳拉索选用低松弛1860
8、级4束7j12.7钢绞线,闵M13-7型锚具。第1节 预应力筋下料穿束预应力筋按各边构两球节点间长度加千斤顶施工长度作为钢绞线下料长度。用电动砂轮机切断,逐根穿入球节点锚固。穿孔时应对号入座,使所有钢绞线在两受力球节点中不得相互缠绕和错头,每束须平行对称定位。由于预应力筋完全外露在空间,张拉前用错具将钢绞线作临时锚固,待预应力筋全部穿完后,因为采用整束张拉,需对每束(4束7j12.7)作长度调整。调整方法为将每束中7根钢绞线逐根由人工拉直,使每束7根钢绞线在跨中相互挠度误差不得超过10mm。按此标准值控制,其纵向长度误差仅0.03mm,所以只需要保证每束跨中挠度相互误差在10mm以内,纵向长度
9、误差可忽略不计。这样在钢索张拉过程中,满足了钢绞线受力均匀的要求。第2节 预应力张拉预应力张拉根据网壳预应力束布置特点,选用16台YCQ-100型千斤顶,8台ZB4-500型电动油泵,分别布置在8条边构交叉处。网壳中每条边构钢索设置有4束钢绞线,由8套拉伸机分别对8条钢索同时张拉。每次张拉需分两批进行。为使球节点受力均匀,先将2台千斤顶安放在对角束端部作第一批张拉,待第一批张拉结束后再以相同方法作第二批对角束张拉。因预应力筋为直线体外束,故采用一端张拉,另一端锚固(图6-7-3)。当分批张拉时,两端受力球会产生较大轴向变形;张拉又不能反复过多,以免夹片损伤钢绞线。所以需提高先张拉的第一批钢绞线
10、张拉力,以解决第二批张拉时球节点轴向位移而产生的对第一批两束的损失值。为更精确地确定超张拉值,在两端球节点上分别安放位移计,实测出第一批预应力束张拉到设计张拉力时两球节点之间的位移,从而得出实际超张拉值。待第一批张拉到设计控制预应力时暂不锚固,需补足超张拉值后再行锚固。这样在第二批预应力结束后,使每边构中4束预应力筋张拉力基本相等。最后工程实测位移值为13.8mm,设计计算位移为13.7mm,实测与计算基本吻合。设计要求8条边构钢索施加的预应力必须同步进行。张拉由16台千斤顶和8台油泵控制,要做到同步,须控制8台油泵的进油量。故采用分级同步方案,即将张拉控制应力分5个级差,逐级提高张拉力。现场
11、由专人统一指挥控制各加油点级差的提高,以保证同步张拉。第3节 钢索及球节点的处理张拉结束后,将锚具外50mm处多余钢绞线割断。对球心灌入高标号水泥浆,以加强锚固效果,最后用细石混凝土封闭锚头。体外钢索采用先刷红丹磁漆2遍,后用石棉绳密缠钢索,再用0.3mm镀锌铁皮外包,最后在镀锌铁皮上涂刷防火涂料作防腐处理。第4节 监控在各工况加荷和预应力张拉卸荷过程中,分别对网壳191根杆件内力、51个特征节点的三向节点位移和支座水平位移进行监控检测,结果表明网壳位移和内力大部分实测值较为满意。结构主要受力部位的节点位移和内力实测值与理论值吻合良好,预应力已足够地建立起来,结构能安全正常工作。附件一：工程质
12、量保修书甲方： 乙方： 甲乙双方于 年 月 日签署了 工程合同，为保证该合同范围内乙方承建的工程在一定使用期限内正常使用，维护建筑工程所有者、使用者的合法权益，明确双方权利与义务，甲乙双方经协商签定本协议。乙方在质量保修期内按照（国家）建设工程质量管理条例及本保修协议承担工程质量保修责任。一质量保修范围和内容工程质量保修范围包括：乙方完成的 工程。二质量保修期限质量保修期从工程竣工验收合格后移交之日计起，分单项竣工验收的工程，按单项工程分别计算质量保修期。保修期限内因乙方工程质量问题而保修的，相应保修期从修复之日起计算，时间顺延。质量保修期如下：1保修期为 年；2其他约定 三质量保修责任1竣工
13、验收后移交前由于乙方保管不善造成各部件、整体或单体损坏、脱落、变质、丢失等，均由乙方承担赔偿和修复责任。2在质量保修期内由于乙方工程质量原因给甲方和业主造成的直接和连带损失，由乙方承担赔偿和保修责任，所需费用从工程质量保修金中扣除。3工程竣工验收后，本工程移交给 管理，保修款转交该公司保管，并从移交日起， 有权代为行使甲方在本协议中的所有权利和责任。4属于保修范围内的项目，乙方同意接到甲方或业主通知后派人及时赶到现场进行修理，并保证保修质量，否则甲方有权委托他人修理，所需费用从工程质量保修金中扣除。5乙方需指定专人在现场负责维修工作。在乙方人员到达之前，甲方可采取适当的应急措施，费用由乙方承担
14、。具体时间：乙方须在接到通知后4小时内赶到现场，6小时内完成维修工作。6维修过程中，甲方应给予乙方必要的协助。 四保修质量乙方负责保修的质量，工程保修项目完成后须经业主或甲方代表验收签字方可。工程保修项目应保证在六个月内不出现同类问题，否则，即使保修期满也应继续维修。 因乙方施工质量问题，乙方维修两次后，同一部位再出现类似问题，乙方每次每项向甲方支付违约金 元，同时，甲方有权委托他人修理，由此引起的费用和责任由乙方承担。五质量保修金支付工程结算时，依据合同内容，甲方从乙方工程结算造价中扣除 5 % 作为工程质量保修金。如质量保修金余额不足以支付工程保修及赔偿等费用，乙方应在接到甲方通知后15天内将差额补齐。六质量保修金返还工程质量验收满2年后，如无质量问题，经甲方、物业公司签字同意后，在20天内将剩余保修金一次性返还乙方。质量保修金的返还并不免除乙方在保修期内的保修责任。甲 方（签章）： 乙 方（签章）： 法定代表人： 法定代表人： 委托代理人： 委托代理人：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日附件二施工单位进场须知一、 进场管理1、独立发包工程的施工
