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1、杭州蕭山機場預應力結構設計?????????茆誠?沈建平?益德清?(浙江省建筑設計研究院)1?工程概況???杭州蕭山機場位于杭州蕭山市坎山鎮(zhèn)，為浙江省重點工程，第一期規(guī)劃為12個登機位，總建筑面積12萬m2。其中主體結構候機樓建筑面積10萬m2，分地下1層、地上2層(局部4層)。候機樓(圖1)由高架道路、航站樓、登機廊三部分組成?！?.00層(到達層)以下為普通鋼筋混凝土結構，＋6.500層(出發(fā)層)為預應力混凝土結構，屋蓋為管桁架承重的全鋼結構。該工程由浙江省建筑設計研究院設計，龍元建筑集團股份有限公司施工總承包，上海預應力技術工程公司負責預應力施工，二層以
2、上鋼結構由大地網架制造有限公司負責制作安裝。圖1?杭州蕭山機場候機樓2?預應力結構設計2.1Ⅰ區(qū)高架橋???高架橋部分采用有粘結預應力混凝土結構，設計上采用縱向主框架的設計方案，即將縱向框架設計成主框架，橋面荷載通過橫向預應力次框架和預應力次梁傳給縱向主框架，其優(yōu)點是降低結構高度、節(jié)省工程造價、明顯改善了框架邊柱的受力狀態(tài)。預應力梁截面400mm×1300mm，內配預應力鋼絞線4-7φj15(5φj15)，fptk＝1860MPa，張拉端采用Ⅰ類夾片式錨具，固定端采用Ⅰ類P型式錨具。混凝土C40。2.2Ⅱ區(qū)航站樓???航站樓結構尺寸228m×72m，結構上僅
3、設一條溫度伸縮縫，將航站樓劃分為兩個區(qū)塊。小的區(qū)塊長98m×寬72m，大的區(qū)塊長132m×寬72m。在每個區(qū)塊中各增設寬1m的一條后澆帶。航站樓采用12m×12m的大柱網結構形式，框架柱為直徑1.0m的圓柱。對比不同的結構形式并考慮經濟因素，在滿足建筑凈高的要求下，設計上采用無粘結預應力扁梁-大平板樓蓋體系，即僅在框架柱軸線上布置預應力寬扁梁(梁寬大于梁高及柱寬)，梁截面尺寸b×h＝1600mm×600mm，寬為高的2.7倍。平板采用雙向無粘結預應力平板，厚26cm，跨高比為46.2。???(1)裂縫控制條件：???預應力構件的用鋼量主要受抗裂度控制，因此適當放
4、寬裂縫控制條件，可節(jié)省鋼材、降低工程造價。根據工程經驗和國內外規(guī)范發(fā)展趨勢，適當提高混凝土拉應力限制系數，采用下列表達式：???①在荷載短期效應組合下σsc－σpc＜1.0γftk???②在荷載長期效應組合下σlc－σpc＜0.6γftk???(2)保護層最小厚度取值：根據防火規(guī)范要求，耐火極限1.5h，預應力連續(xù)板混凝土保護層最小厚度為20mm，連續(xù)梁為40mm。???(3)預應力筋的材料和曲線方程：無粘結預應力筋的鋼材為1860MPa級高強度低松馳鋼絞線。本工程采用正反拋物線組成連續(xù)平滑的曲線，曲線方程：y＝Ax2(式中跨中區(qū)段A＝2h(0.5－2)L2
5、，梁端區(qū)段A＝2h／2L2)。反彎點的位置距梁端為0.10L。???(4)張拉控制應力及張拉方法：平板張拉控制應力σcon＝0.70fptk，單根無粘結預應力鋼絞線φj15，直徑d＝15.24mm，單根無粘結預應力筋張拉力F＝０.70fptkAP＝０.70×1860N／mm2×140mm2＝182.3kN；扁梁張拉控制應力σcon＝0.73fptk，單根無粘結預應力筋張拉力F＝0.73fptkAP＝0.73×1860Ｎ／mm2×140mm2＝190.1kN。???張拉方法為：0--0.1σcon--1.03σcon持荷2min卸荷至零，張拉過程中以應力控制為主，
6、伸長值控制為輔，實行雙控管理。???(5)預應力筋張拉原則：在航站樓工程中，最大區(qū)塊長132m，若通長配置預應力筋是不經濟的。為避免預應力損失過大而產生過多配筋，本工程預應力筋采用分段變角張拉錨固的方法，在梁板面或板底預留穴模100mm×300mm×80mm，采用變角張拉器對預應力筋進行張拉。采用變角張拉可以縮短張拉空穴的寬度和長度，減少混凝土結構的預留孔。設計上要求扁梁兩端張拉時，張拉長度不得超過3跨(36m)，平板兩端張拉時，張拉長度不得超過4跨(48m)。同時要求多跨連續(xù)板結構，在同一斷面上張拉端總數不得超過50%。平板預應力筋搭接處均設在梁兩側，扁梁預應
7、力筋搭接處則設在柱兩側。張拉時要求先張拉預應力扁梁，后張拉預應力平板，并要求以平面中心為軸，先南北向(平面的長向)，后東西向(平面的短向)，各自對稱同步地按規(guī)定順序進行張拉，以保證整個結構平面受力均勻。???(6)預應力平板設計：預應力扁梁樓板結構屬于單向板或雙向板支承于扁梁上的梁板結構體系，在達到降低層高的同時，使力的傳遞路線更明確更直接。預應力平板結構(圖2)可簡化為等跨連續(xù)梁分析。本工程因樓板跨度大，恒、活荷載較大，預應力配筋量相對較高，設計中采用雙向均勻布筋原則?？紤]到施工進度和施工方便，采用2根一束的方法，每隔400mm設置2φj15鋼絞線，在支座附近均
8、勻分開變成
