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大跨空間拱殼結(jié)構(gòu)因其優(yōu)美的造型而受到建筑師和業(yè)主的青睞，近年來發(fā)展十分迅速。拱殼結(jié)構(gòu)體系分析和設(shè)計時，需要解決的一個關(guān)鍵問題就是如何處理拱殼結(jié)構(gòu)在支承處產(chǎn)生的水平推力。本文以河北體育中心項目為案例論述目前工程中常用的預應力水平推力解決方案。
一、工程概況
河北奧林匹克體育中心游泳跳水館100米跨采用拱殼鋼結(jié)構(gòu)，由于拱殼結(jié)構(gòu)本身的特點，在支座處產(chǎn)生較大的水平推力，從而使下部的支承結(jié)構(gòu)處于承受水平力的不利狀態(tài)，為了避免直接傳遞到下部支承結(jié)構(gòu)，預應力技術(shù)就是處理這類問題的好辦法，我們在拱架的兩個支承點之間設(shè)置預應力鋼絞線，從而把對支承結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的推力轉(zhuǎn)化為由預應力鋼絞線承擔的內(nèi)力，減小變形的作用。本工程在游泳跳水館-1m標高板部分采用有粘結(jié)預應力技術(shù)，在2-A/2-M軸中布置8束9孔直線型有粘結(jié)預應力筋，均采用雙端張拉。
二、預應力張拉施工過程模擬分析
根據(jù)總體施工部署，進行預應力施工過程模擬分析。計算模型共分成以下5個施工階段，并分析各個施工階段拱桁架下混凝土結(jié)構(gòu)的應力場、位移場，為預應力張拉過程提供理論依據(jù)，以確保施工過程的安全可靠。
(一)施工階段
第1階段：下部混凝土主體結(jié)構(gòu)完成,此時預應力筋未張拉;
第2階段：鋼結(jié)構(gòu)拱桁架支撐未拆除之前，進行第一次張拉，第一次張拉只張拉50%預應力筋(對角張拉，4個9孔，見附圖);
第3階段：鋼結(jié)構(gòu)大拱支撐開始拆除;
注：拆除大拱支撐必須在2天以內(nèi)完成
第4階段：鋼結(jié)構(gòu)大拱支撐拆除后，進行第2批預應力筋張拉，第二批把張拉剩余50%預應力筋(對角張拉，4個9孔，見附圖);
注：考慮到拱桁架拱腳推力主要由自身自重及自身承受的荷載有關(guān)，與拱桁架之外的鋼結(jié)構(gòu)關(guān)系不大，故拱桁架支撐拆除之后，即可進行第2批預應力張拉。
第5階段：屋面板安裝完成,各種屋面荷載施加完成
(二)計算結(jié)果
2.1 位移結(jié)果
第1階段拱下結(jié)構(gòu)位移(mm,沿長度方向)
第2階段拱下結(jié)構(gòu)位移(mm,沿長度方向)
第3階段拱下結(jié)構(gòu)位移(mm,沿長度方向)
第4階段拱下結(jié)構(gòu)位移(mm,沿長度方向)
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