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技术文章

双向交叉梁的张拉顺序怎么排?先拉哪根影响多大

双向交叉梁的张拉顺序要先用施工阶段仿真和专项方案定下来,现场按批次执行、逐级记录,不按梁号顺序,也不按哪个方向好下手临时改。判断先后有两条:两个方向跨度相同时,先后影响小;跨度不同时,长跨方向先做第一级次,收口阶段短跨先完成、长跨最后完成。BICP银泰建构排批次前先确认柱节点按刚接设计、两个方向都参与受力,再定分级和顺序。

作者:BICP银泰建构
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适用场景

技术文章双向交叉梁、张拉顺序、预应力施工、施工阶段仿真、分级张拉、先拉哪个方向
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导语

顺序之所以不能随手排:两根梁在同一个柱节点交汇,先张拉的一侧已经起了反拱,后张拉的一侧一施加,前一方向的梁内力和反拱都被重新分配。最常见的误判是每根梁单独验算都满足要求,就按梁号顺着拉。单梁计算给出的只是这根梁自身预应力下的结果,同节点两向梁互相约束之后的状态要另外算。

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适合哪些项目

  • 适合:两个方向都配置预应力、节点按刚接设计、梁高或净空吃紧的梁板结构,大跨度公共建筑、大柱网工业厂房、冷库楼盖都属于这一类。
  • 适合:张拉端集中在少数柱节点上,节点内两向波纹管、锚垫板、螺旋筋和普通钢筋挤在一起,空间问题要先解决。
  • 不适合:一个方向受力为主、另一个方向只作构造次梁,算不上双向交叉受力,跟着主梁的张拉顺序走就行。
  • 需要先确认:两个方向跨度相差很大时,先后的影响程度要单独算,不能照搬跨度接近项目的经验。
  • 需要先确认:曲面、密集梁格、错层或多塔工况,交叉节点的空间关系复杂,张拉组织要单独研究。
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怎么核对

  1. 先分清是不是真的双向交叉受力:两个方向的梁都参与受力、节点按刚接设计才算;只作构造次梁的方向不单独排批次。
  2. 把顺序放进整体有限元模型,按批次和分级定义施工阶段,逐阶段输出跨中反拱、梁跨中与梁端应力、节点应力。
  3. 排批次时双向对称交叉:同一方向从中间梁起向两侧对称展开,每道梁分多级施加;跨度相同可不分先后,跨度不同则长跨先做第一级次。
  4. 专门核对先张拉梁被后继张拉改变了多少,这个变化量才是排顺序的依据,只看全部完成后的总结果不够。
  5. 节点先解、顺序后定:两向波纹管、锚垫板与普通钢筋叠层后的净空用三维放样确认,银泰建构把这一项列为交叉节点的必查项;矢高为避让改过的部位回计算复核。
  6. 把顺序、分级和监测要求写进张拉作业文件,现场按阶段记录并与仿真逐级对照;双向跨度大、节点复杂或对反拱敏感的项目,在跨中反拱、梁端与跨中应力、墙柱顶位移布测点。
比较项 只验算最终状态 施工阶段仿真、双向分级张拉
受力假定 全部预应力一次施加后验算 节点按实际刚度,逐阶段施加、逐阶段验算
相互影响 只有最终结果 每一级都能看到先张拉梁被改变了多少
反拱与挠度 只有终值 每个阶段有反拱值,可与监测对照
节点与矢高 容易到现场才发现管位冲突 先三维放样,矢高调整后回算
工期组织 工序少,调整压在收尾 批次多,每级可停可查
适用项目 交叉影响小、节点空间宽裕的楼盖 双向跨度大、节点刚接、净空受限的楼盖

分级与张拉端。 分级张拉是把设计控制应力分成两级或多级施加,一个方向做完一级,再换另一个方向的对称梁交替推进;分几级、每级多少,用本项目的仿真比出来。张拉端可以两端同时张拉,也可以一端张拉、另一端补张拉,取决于孔道长度、摩擦损失和端部有没有操作空间;长孔道两端张拉更有利于建立有效预应力,代价是两端都要能放千斤顶、能站人。

先竖后平。 墙柱里的预应力先张拉,水平向梁后张拉。先竖后平能减少竖向构件变形对梁端约束的干扰,影响多大由本项目的仿真确认。

结构路线先比一遍。 双向交叉梁也有别的走法:跨度不大、净高够用时,加大梁高的普通钢筋混凝土、钢结构或组合体系都可能更合适,比的是净高、结构总量、施工工序和全寿命成本。泰库体系做的是先把结构路线比清楚,预应力是候选之一。

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参考依据

  • 某高校综合服务楼:单层结构,双向跨度约50米,层高9.8米,梁宽按建筑限制控制在500毫米以内;双向交叉梁用有粘结预应力,外侧墙柱内布无粘结预应力筋控制顶部裂缝。施工前按张拉批次做整体有限元施工阶段仿真,分多级张拉,过程中监测跨中反拱、梁跨中及梁端应力与墙柱顶位移。模型显示反拱随每一级张拉累加,每个阶段都有对应的位移和应力值,可与现场监测逐级对照;这套数值属于该项目的模型结果,换项目要重新算。该项目的预应力设计与施工技术研究由银泰建构承担。
  • 某学校实验教学楼翻扩建工程:地下篮球场、游泳馆及礼堂部位双向梁跨度30米×36米,三层顶跨度19.5米,采用有粘结预应力大跨度梁、双向交叉布筋,解决大跨度、大空间和净空要求。
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相关产品和资料

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常见问题

Q1 两个方向能不能同时张拉?

不做同一批次一次拉完。交叉约束要在分级张拉里逐级显现,常规是一个方向做完一级,换另一方向的对称梁,交替推进,分几级按本项目仿真结果定。

Q2 直接一次拉到设计控制应力行不行?

跨度大、节点刚接、梁高受限时,一次拉到位等于把交叉影响全留到收尾,先张拉的梁反拱容易超出计算预期。分几级、每级施加多少,用本项目的施工阶段仿真比出来。

Q3 张拉端放哪一侧有影响吗?

有影响。端部要避开节点最拥挤的位置,还要给两端张拉或一端补张拉留出操作空间。锚具、螺旋筋和普通钢筋挤在同一个柱节点里时,布置要调整,调整后回计算复核。

Q4 施工队按经验排顺序,出了问题怎么发现?

通常先反映在反拱和梁侧:某根梁反拱明显大于计算值,或相邻梁出现反向变形。要在过程中用监测数据对照仿真才能定位到哪一级,事后从外观很难判断成因。

Q5 冷库和厂房的交叉梁也要这样排吗?

柱网大、双向跨度接近、梁高受限的冷库楼盖和重载厂房,机理一样。柱网小、两个方向刚度差别大的楼盖相互影响小,可以简化,看仿真比较结果。

把这几项发过来:柱网、跨度、梁高限制、张拉端可用空间、计划张拉批次。工程师据此判断这个项目要不要做施工阶段仿真、先拉哪个方向更稳。

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