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1、预应力转换层结构工程设计与施工南京状元楼酒店扩建工程总建筑面积31000m2o主楼地上12层，局部退层，总高45m,标准层面积2300m2,裙楼地上37层，主楼和裙楼设1层地下室。第1章结构选型与部署该工程选用框架结构体系。基础采用桩基，主裙楼之间不设缝，仅留后浇带。4层以下大柱网楼板采用双向密肋板，板厚为70Innb肋高300350mm05层以上现浇板厚为90mm。混凝土强度等级：4层为C40,58层为C35,9层以上为C30。按照建筑功能要求，地下室为停车库，主楼4层以下设有商场、大堂、餐厅、文化娱巧公共设施，5层以上均为客房。裙楼2层中部需设置1个多功能厅兼大宴会厅，要求形成跨度为19.
2、6m、局部2层高的大空间，并且在其上方再设4层公寓。为此结构柱网部署要适应上述建筑要求，开间取8m,在4层以下，主楼采用两跨框架，裙楼采用单跨框架，在5层以上采用三跨框架，使用设施层作为结构转换层来实现上下柱网的改变，即主楼通过两跨(8.6n+8.6m)转换层结构支承8层三跨(6.55m+4.7m+5.95m)框架。裙楼通过单跨(19.6m)转换层结构支承4层三跨(5.95m+7.3m+5.95m)框架。这样的结构部署可使5层以上客房及公寓中每层框架梁高度减小15Cnb既满足了规划部门对总高度的限制，又保证了12层总层数，使业主获得了较大综合效益。第2章预应力转换层结构方案转换层结构设计是该工
3、程设计的重点。当前国内转换层结构大部分采用梁式，此外还有斜腹杆桁架、箱形梁和实体厚板等。这些转换层结构配筋多数仅配非预应力筋。经试算发现，该工程在同等截面条件下，若采用非预应力转换层结构，配筋较多，不便施工，支座处抗裂不能满足规范要求;若在转换层结构上施加部分预应力，可改善结构受力性能，减少挠度和梁截面高度,并节约钢材，提高梁的抗裂性。由于该工程设施层兼做结构转换层，为了节约空间，降低造价，在主楼转换层结构上要设置3OonImXI200mm设施孔洞。为此主楼转换层结构拟定2个方案，其中方案一为预应力混凝土开洞大梁，方案二为预应力混凝土桁架结构；裙楼转换层结构院采用单点腹梁。随着预应力技术的开展
4、和推广，在多(高)层建筑中采用预应力转换结构是重要的开展方向之一。然而，预应力转换层结构设计面对一些新的问题值得研究，例如：(1)预应力转换层结构抗震性能如何？怎样进行抗震设计？(2)预应力转换层结构设计的脆弱环节在何处及采用何种构造措施？(3)预应力对转换层结构影响如何？对于上述问题，现行规范尚未有明确条款。为此,只能通过选择最佳方案，正确计算，模拟实验验证和合理的构造措施综合解决。第3章预应力转换结构模拟实验与分析针对该工程预应力转换层结构，围绕开洞实腹梁、单跨实腹梁及斜腹杆桁架等3种预应力转换层结构先后进行了模拟抗震性能实验研究。依据实际工程截面、内力和配筋，并结合实验室条件分别做了3根
5、1：5模型结构在低周反复荷载下(坚持竖向力不变)的实验。完成低周反复荷载实验后，又对开洞实腹梁和斜腹杆桁架两个模型进行了改进，按1：15模型结构进行拟动力振动台抗震性能实验。通过模拟实验得出以下结论：1 .只要进行合理的抗震设计，在地震作用下，开洞实腹梁和单跨实腹梁这两种预应力转换层整体结构安全可靠，具有良好的抗震性能。预应力和桁架转换层结构在层高小于3m时易形成“超短柱”，故不宜采用;但只要选择受力明确的形式，并且加强腹杆和节点区，使桁架各杆件受力均匀，桁架结构也可获得较好的抗震性能（这点在振动台实验中已得证明）。考虑到本工程具体情况，主楼转换结构采用方案一，即预应力开洞实腹梁转换层。在极限
6、荷载作用下，预应力开洞转换梁上能出现塑性饺。2 .与转换层相邻的上层和下层框架柱是整体结构的脆弱环节，必须特殊加强。通过构造措施到达强柱弱梁，从而提高整个结构的耗能能力和延性，避免转换层结构上层框架因柱脚破坏而倾覆破坏。3 .依据内力图合理部署预应力钢筋能大大延缓危险截面裂缝的出现和开展。转换层结构跨中和支座内力较大，由于施加了部分预应力，使这些截面免遭破坏，甚至裂缝都很小。必须指出，部分预应力度取值以PPR=O.550.70为宜。预应力度取值过高会使结构耗能降低，延性变小。该工程按抗裂要求选择预应力筋，按强度和延性要求配置非预应力筋，实验表明设计合理O4 .开洞实腹梁的孔洞地位只要设置合理，
7、孔洞并不降低梁的抗弯强度，但会降低梁的抗剪承载能力。故洞口地位要合理，并应加强洞口周边的结构，约束洞口处裂缝开展，提高整个结构的承载能力。第4章预应力转换结构设计与构造措施该工程预应力转换层结构内力计算分两步进行。首先用TBSA程序进行结构整体分析，虽然转换层梁高为一层高，但不属于深梁，可按杆系结构考虑，故电算时将转换梁轴线定在转换层上层楼板处，梁的刚度取实际刚度。从TBSA电算结果中摘出作用在转换梁上的一切外力，然后施加部分预应力，同时考虑预应力施工模拟工况进行转换梁的单幅分析。依据整体分析和单板分析得出的内力及配筋，制作小比例模型实验进行验证。实验证明，这种计算方法的结果与模拟实验基本吻合
8、。主楼和裙楼预应力转换梁截面分别为60011三X2400m11和70OnlInX240OnInb转移梁结构见图4-5-1.4-5-2,预应力钢筋部署示意见图4-5-3、4-5-4o预应力钢筋采用一端张拉，每束预应力钢筋为1725级7“5钢绞线，用金属波纹管预留孔道，锚具为QM锚固系统。部分预应力PPR取0.55、0.70,预应力理论损失值：直线部署为20%,曲线部署为37.4%（实测损失为40%左右），转换层结构层框架施工3层后张拉预应力，满足设计要求。依据模拟实验出现的脆弱环节，在设计转换层结构时采用以下构造加强措施：严厉控制转换层结构框架柱轴压比，保证柱子有较大安全储备。该工程柱轴压比按抗
9、震等级提高1级控制。加强转换层相邻上、下层柱配筋率及柱混凝土约束，柱内箍筋采用焊接接头，以防箍筋崩开。对截面大的方柱，在其内增加内切螺旋箍。控制开洞梁上洞口高度不超越转换梁高的1/3,并且把洞口部署在上层框架柱45扩角以外，洞口边缘用型钢加强，洞口上、下弦杆内箍筋加密，以增加其抗剪能力。单跨实腹预应力转换梁框架边柱用组合型钢加强，并通过框架节点向上延伸一段。依据内力图合理部署预应力钢筋。预应力转换梁部分预应力比取0.550.70。依据抗裂要求选择预应力钢筋，按照强度和延性要求配置非预应力筋，控制梁内受压区相对高度xHOO.35。梁内裂缝宽度不超越0.2mm,使梁截面有足够延性。上述措施就是要到
10、达强柱弱梁，强剪弱弯，加强转换层耗能在其上层的抗震设计目的。第5章预应力施工1 .铺设预应力筋和金属波纹管预应力混凝土转换层大梁钢筋密集，故施工中预应力筋和金属波纹管应同时铺设，波纹管和非预应力筋合理穿插进行，施工顺序为:立模板的支撑和底板，安放底部主筋，套上箍筋，铺放波纹管，把钢绞线装上引套逐根穿人，标出孔矢高并焊支架，就位波纹管，安装端部螺旋筋及锚垫板。2 .选用锚固体系该工程采用QM锚固体系，张拉端用QMI57夹片式锚具，固定端采用自行设计的群锚配件及挤压锚;配备机具有YCWT00150型穿心式千斤顶及GYJ-150挤压机等。3 .分阶段施加预应力该工程按设计要求应分阶段施加预应力，即依
11、据不同阶段的荷载分次张拉，对18层的预应力梁在施工到3、6、8层时分别进行预应力筋张拉;一抬四的预应力梁在2、4层张拉。后经模拟实验及现场测验结果分析，决议预应力转换梁施工到转换层以上3层时，一次施加预应力至设计要求。测验结果表明，转换层预应力梁的上下边缘拉或压应力一直处在允许范围之内。施工现场安全施工注意事项1、施工人员进入施工现场前，必须要进行施工安全、消防知识的教育和考核工作，对考核不合格的职工，禁止进入施工现场参加施工。2、进入施工现场必须戴好安全帽，系好帽带，并正确使用个人劳动防护用品.3、严格执行操作规程，不得违章指挥和违章作业，对违章作业的指令有权拒绝并有责任制止他人违章作业。4
12、、施工作业时必须正确穿戴个人防护用品，进入施工现场必须戴安全帽。不许私自用火，严禁酒后操作。5、穿拖鞋、高跟鞋、赤脚或赤膊不准进入施工现场。6、穿硬底鞋不得进行登高作业。7、在高空、钢筋、结构上作业时，一定要穿防滑鞋.8、现场用电,一定要有专人管理，同时设专用配电箱，严禁乱接乱拉，采取用电挂牌制度,尤其杜绝违章作业，防止人身、线路，设备事故的发生。9、电钻、电锤、电焊机等电动机具用电、配电箱必须要有漏电保护装置和良好的接地保护地线，所有电动机具和线缆必须定期检查,保证绝缘良好，使用电动机具时应穿绝缘鞋，戴绝缘手套。10、工地施工照明用电，必须使用36伏以下安全电压,所有电器机具在不使用时，必须
13、随时切断电源,防止烧坏设备.11、在用喷灯、电焊机以及必要生火的地方，要填写用火申请登记和设专人看管，随带消防器材等，保证消防措施的落实。施焊时，特别注意检查下方有无易燃物，并做好相应的防护，用完后要检查，确认无火后再离开.12、未经安全教育培训合格不得上岗，非操作者严禁进入危险区域；特种作业必须持特种作业资格证上岗。13、凡2m以上的高处作业无安全设施,必须系好安全带；安全带必须先挂牢后再作业。14、高处作业材料和工具等物件不得上抛下掷.15、从事高空作业人员要定期体验。凡患有高血压、心脏病、贫血症、癫痫病以及不适于高空作业的人员，不得从事高空作业。16、机械设备、机具使用,必须做到“定人、
14、定机”制度;未经有关人员同意，非操作人员不得使用。17、电动机械设备，必须有漏电保护装置和可靠保护接零，方可启动使用.18、未经有关人员批准，不得随意拆除安全设施和安全装置；因作业需要拆除的，作业完毕后，必须立即恢复。19、井字架吊篮、料斗不准乘人。20、酒后不准上班作业.21、作业前应对相关的作业人员进行安全技术交底。22、在高空以及施工现场作业，如配管放配线，设备安装及开通调试中,必须要严格执行安全技术规程，顺利进行作业严禁违章操作，造成不应发生的事故。23、在整个施工过程中，必须严格执行国家、省市、各部委关于工程消防法规和有关条款。24、经常配齐、保养消防器材，做到会保养、会使用。认真贯
15、彻逐级消防责任制，做好消防工作。25、现场人工断料，所用工具必须牢固,掌饕子和打锤要站成斜角，注意扔锤区域内的人和物体。切断小于30Cm的短钢筋,应用钳子夹牢,禁止用手把扶，并在外侧设置防护箱笼罩或朝向无人区。26、多人合运钢筋，起、落、转、停动作要一致，人工上下传送不得在同一直线上.钢筋堆放要分散、稳当、防止倾倒和塌落。27、在高空、深坑绑扎钢筋和安装骨架,须搭设脚手架和马道。28、绑扎立柱、墙体钢筋，不得站在钢筋骨架上和攀登骨架上下。柱筋在4m以内,重量不大，可在地面或楼面上绑扎，整体竖起；柱筋在4m以上，应搭设工作台。柱梁骨架应用临时支撑拉牢，以防倾倒。29、绑扎基础钢筋时,应按施工设计规定摆放钢筋支架或马凳架起上部钢筋,不得任意减少支架或马凳。30、绑扎高层建筑的圈梁、挑檐、外墙、边柱钢筋，应搭设外架或安全网。绑扎时挂好安全带。31、起吊钢筋骨架，下方禁止站人，必须待骨架降落到离地Im以下始准靠近,就位支撑好方可摘钩。32、吊运短钢筋应使用吊笼，吊运超长钢筋应加横担,捆绑钢筋应使用钢丝绳千斤头,双条绑扎，禁止用单条千斤头或绳索绑吊。33、吊运在楼层搬运、绑扎钢筋，应注意不要靠近和碰撞电线。并注意与裸体电线的安全距离（IkV以下4m,1-10kv6m）.34、夜间施工灯光要充足，不准把灯具挂在竖起的钢筋上或其他金属构件上，导线应架空.
