淺析先張法預(yù)應(yīng)力施工張拉臺座的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、    淺析先張法預(yù)應(yīng)力施工張拉臺座的設(shè)計(jì)與計(jì)算    摘 要先張法預(yù)應(yīng)力施工中，張拉臺座應(yīng)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，并應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性?！娟P(guān)鍵詞】先張法預(yù)應(yīng)力；張拉臺座在預(yù)應(yīng)力施工中，先張法作為一種簡單經(jīng)濟(jì)方便的方法廣為使用，在先張法施工除卻張拉設(shè)備、預(yù)應(yīng)力筋、錨夾具需要在施工前嚴(yán)格試驗(yàn)外，對于張拉臺座也要進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)與計(jì)算，確保張拉臺座具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，抗傾覆安全系數(shù)應(yīng)小于1.5，抗滑移系數(shù)應(yīng)不小于1.3。本文著重討論張拉臺座的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法。1 張拉臺座尺寸擬定其中：l1g1點(diǎn)至o點(diǎn)的水平距離；l2g2點(diǎn)至o點(diǎn)的水平距離；l3g3點(diǎn)至

2、o點(diǎn)的水平距離；l4g4點(diǎn)至o點(diǎn)的水平距離；n預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉力；h1n作用點(diǎn)至o點(diǎn)的垂直距離；n臺面的抵抗力；f砼臺座與土的摩擦力；e p臺座底部和座面上土壓力的合力；pcp臺座后面的最大土壓力；土的容重，取=18 kn/m3；土的內(nèi)摩擦角；h臺座的埋設(shè)深度；h臺座板厚度；h0截面的有效高度；e0軸向力對截面重心的偏心距；ea附加偏心距，當(dāng)e00.3h0時(shí)，取ea =0。2 基本設(shè)定（1）生產(chǎn)臺座最大張力為了能使張拉臺座適應(yīng)各種尺寸的預(yù)應(yīng)力空心板的施工，最多能滿足16根鋼絞線的張拉力（鋼絞線的平均張拉力按鋼絞線試驗(yàn)的最大值187.46kn計(jì)算）187.46kn/根×16根=299

3、9.36kn3000kn。（2）在制作臺座時(shí)，多個(gè)臺座是整體澆筑，為計(jì)算方便，偏安全計(jì)，每個(gè)臺座均為單獨(dú)受力而不傳遞到相鄰臺座。（3）考慮到臺座受力后的傾覆趨勢，取傾覆轉(zhuǎn)點(diǎn)在懸伸臂自由端砼面下5cm處。（4）臺座配筋計(jì)算，假定拉區(qū)砼退出工作，拉區(qū)鋼筋力達(dá)到鋼筋抗拉強(qiáng)度，壓區(qū)砼力用等效矩形力圖代替，達(dá)到砼彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。3 抗傾覆驗(yàn)算g1=25×3.0×1.0×2.0=150kng2=25×0.5×（1.4+1.0）×0.4×2.0=24kng3=25×0.5×（1.4+1.0）×0.4

4、15;0.5×2=12kng4=25×2.6×1.0×2.0=130knl1=3.5m，l22.8m，l33.5m，l4=1.3m平衡力矩：mr=g1l1+g2l2+g3l3+g4l4=150×3.5+24×2.8+12×3.5+130×1.3=803.2kn·m傾覆力矩：mdv=n·h1=3000×0.10=300kn·m抗傾覆安全系數(shù)：k=mr/mdv=803.2/300=2.68>1.5安全4 抗滑移驗(yàn)算n=fca/（k1·k2）=（1×10&

5、#215;2.0×0.4×103）/（1.55×1.5）=3441kn軸心受壓縱向彎曲系數(shù)，取=1；fc砼軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，取fc =10.0mpa；a墊層截面積，取a=2.0×0.4=0.8m2；k1砼軸心受壓基本安全系數(shù)，取k1=1.55；k2考慮墊層截面不均勻等因素的附加安全系數(shù)，取k2=1.5；摩擦系數(shù)，砂土取=0.4f=·（g1+g2+g3+g4）=0.4（150+24+12+130）=126.4kn臺座底部的被動(dòng)土壓力：=18kn/m3，=30°pcp=htg2（45°+/2）-tg2（45°-/2）=

6、18×3×tg2（45°+15°）-tg2（45°-15°）=18×3×（3-1/3） =144kn/m2p=hpcp/h=（1.0×144）/3.0=48kn/m2ep=（pcp+p）·（h-h）·b/2=（144+48）×（3-1）×2/2=384kn抗滑安全系數(shù)：k=（n+f+ep）/n=（3441+126.4+384）/3000=1.32>1.3安全5 截面設(shè)計(jì)（1）牛腿配筋計(jì)算h0=3000-40=2960mmag=nh1/0.85h0fg=（300

7、0×100×103）/（0.85×2960×210）=568mm2最小配筋率（ag/bh0）不小于0.2%故ag=0.002×1000×2960=5920mm2取16根22 ：ag=380.1×16=6082mm2（2）彎起鋼筋ag計(jì)算本臺座h1/h0=100/2960=0.03<0.3，按規(guī)范要求配筋：ag=0.0015bh0=0.0015×1000×2960=4440mm2 選用1222鋼筋 ag=12×380.1=4561mm 2牛腿采用水平箍筋10且雙肢箍，間距100 mm，滿足規(guī)

8、范要求。（3）裂縫控制驗(yàn)算n（ftkbh0）/（0.5+h1/h0）裂縫控制系數(shù)，取=0.80；ftk標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度。則有：n=（0.80×1.1×1000×2960）/（0.5+100/2960）=4879878n=4880kn>n=3000kn安全（4）臺座板配筋計(jì)算h=1000mm，h0=1000-35=956mm，a=35mmb=2000mm，fcm=11mpa，fy=210mpae0=m/n=（3000×1000）/3000=1000>0.3×965=289.5故附加偏心距ea=0，則=l0/h=3000/1000=3故不考

9、慮撓度對縱向力偏心距的影響e=e0+h/2-a=1000+500-35=1465x=3000000/（2000×11）=136.4ag=3000000×1465-11×2000×（965-136.4/2）/210×（965-35）=8724mm2選用24根22鋼筋，ag=24×380.1=9122.4mm2上層鋼筋在非牛腿部分彎至底部，底部箍筋用10200mm6 鋼橫梁計(jì)算鋼梁承受的均布荷載為：q=3000kn/mix=71622cm4，wx=3979cm3=m/wx=（ql2/8）/ wx=（3000×103×12/8）/（3979×106）=94.2mpa<=145mpa安全鋼梁變形值為：max=5ql4/384ei=5×3000×103×14/384×2.1×1011×71622×10-8=0.3mm< p>7 小結(jié)除了在設(shè)計(jì)中要考慮滿足一切施工中的張拉力，超張拉部分也要考慮進(jìn)去，確保經(jīng)濟(jì)且安全的進(jìn)行施工。參考文獻(xiàn)1周水興，