钢筋混凝土筒仓设计标准 [附条文说明] GB50077-2017 建标库

6.8  预应力混凝土筒仓仓壁

6.8.1  圆形混凝土筒仓仓壁的预应力设计应符合薄壁壳体结构的受力特性。预应力筋的配置可采用无粘结后张拉预应力、有粘结后张拉预应力及缓粘结预应力。

6.8.2  混凝土筒仓仓壁预应力筋及非预应力筋的配置应符合下列规定:

    1  预应力筋应按预应力张拉、偏心及非偏心进出料、温湿度变化、混凝土的收缩徐变、仓壁开孔、风荷载、设备荷载的影响、全预应力、有限预应力或部分预应力的作用配置;

    2  与预应力筋相匹配的环向及竖向非预应力钢筋,其最小配筋率均不应小于0.4%,间距不应大于300mm。

6.8.3  仓壁有粘结预应力筋的孔道灌浆应符合下列规定:

    1  预应力的孔道灌浆宜釆用压力灌浆或真空辅助灌浆;

    2  预应力的孔道灌浆宜釆用强度等级不低于42.5级普通硅酸盐水泥或复合水泥拌制的水泥浆,其水灰比不应大于0.42,拌制后3h的泌水率不宜大于2.0%,且不应大于3.0%;泌水应在24h内全部被水泥浆吸收;

    3  需要改善浆体的和易性减少泌水和收缩时,可适量掺入对混凝土、对钢材无害的掺合料;

    4  锚固区应釆用后浇微膨胀混凝土或无收缩砂浆。

6.8.4  预应力筋的选择应符合下列规定:

    1  预应力筋的强度除应符合本标准附录E的规定外,宜釆用高强度低松弛的钢绞线或消除了应力的钢丝束;

    2  钢绞线的性能还应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224的规定;

    3  钢绞线制作的无粘结预应力筋的质量应符合现行行业标准《无粘结预应力钢绞线》JG161及《无粘结预应力筋专用防腐油脂》JG/T430的规定;

    4  釆用钢绞线制作的缓粘结预应力筋的质量(涂层材料、厚度及粘结时间等)应符合本标准第6.8.8条第3款的要求。

6.8.5  预应力混凝土锚固区的后浇混凝土、砂浆及有粘结后张拉预应力混凝土孔道的灌浆,严禁使用含有氯离子及对预应力筋、锚具及其包层或涂料有腐蚀作用的外加剂。

6.8.6  预应力混凝土仓壁的厚度、保护层应符合下列规定:

    1  仓壁的厚度不应小于350mm;

    2  预应力筋的保护层不应小于50mm;

    3  后张拉有粘结预应力筋的保护层应由其孔道壁外边缘算起;

    4  后张拉无粘结预应力筋的保护层应由预应力筋的外边缘算起;

    5  预应力筋的位置宜设置在距仓壁外侧1/3壁厚处,并应符合本标准图6.8.17-3的要求。

6.8.7  预应力筋釆用的钢丝(钢丝束)或钢绞线不应有曲率突变局部硬弯的弯折点,当出现时应切断。每根预应力钢丝(束)或钢绞线应是通长的,严禁使用有接头的预应力筋。

6.8.8  无粘结预应力筋专用防腐涂料层和外包层的质量除应符合其专用技术标准外,其性能还应符合下列规定:

    1  无粘结预应力筋应符合下列规定:

        1)在—20℃~+70℃范围内,低温不脆化,高温化学稳定;

        2)必须符合韧性、抗破损性的要求;

        3)对周围材料(混凝土、钢材)应符合无侵蚀作用、防水性、不吸湿、防腐油脂润滑性及摩阻力小的要求。

    2  外包材料应釆用挤塑型高密度聚乙烯树脂,不应釆用聚氯乙烯。

    3  缓粘结钢绞线预应力筋及粘结剂应符合现行行业标准《缓粘结预应力钢绞线》JG/T369和《缓粘结预应力钢绞线专用粘合剂》JG/T370的有关规定。

6.8.9  有粘结预应力筋的长度超过25m时,宜两端张拉,超过50m时,宜分段张拉和锚固。当有工程经验时,无粘结预应力筋的分段长度可适当增加。

6.8.10  筒仓仓壁预应力筋的预留孔道应符合下列规定:

    1  预留孔道宜釆用金属波纹管或塑料波纹管。其规格和性能应符合现行行业标准《预应力混凝土用金属波纹管》JG225及《预应力混凝土桥梁用塑料波纹管》JT/T529的规定;

    2  预留孔道的内径应比预应力钢丝束或钢绞线的外径及需穿过孔道连接器的外径大10mm~15mm;

    3  预应力筋的孔道面积宜采用预应力筋净面积的3.5倍~4.0倍;

    4  在预应力筋张拉的两端(张拉端、锚固端)及预应力筋长度的中部,应设置灌浆孔或排气孔。当釆用压力灌浆时,其孔距不宜大于30m。

6.8.11  无粘结预应力筋应符合下列规定:

    1  混凝土浇筑前,无粘结预应力筋、预应力筋套管应严格固定,固定点的水平距离不宜大于1.0m,确保在混凝土振捣时不位移、不变形;

    2  预应力筋张拉时,混凝土强度等级应达到设计值的100%;

    3  张拉控制应力σcon不宜大于0.75fptk,且不应大于0.80fptk小于0.40fptk

    4  扣除第一批预应力损失后的混凝土压应力不应大于0.60fck

    5  同一水平的整圈预应力筋应同步张拉;

    6  预应力筋应自下而上在一定范围内隔圈张拉;隔圈张拉后,应自上而下补齐隔圈张拉时未张拉的预应力筋;

    7  仓壁预应力筋张拉时,应符合仓底板、仓顶结构及与仓壁连接构件连续性要求,釆用合理的施工顺序及其相应的技术措施。

6.8.12  预应力筋张拉应符合下列规定:

    1  预应力筋应釆用张拉应力和张拉伸长变形值校核的双控制;其实测张拉伸长值与计算值的误差应控制在±6.0%以内;张拉初应力宜采用张拉控制应力的10%~20%;

    2  单根穿入孔道的钢绞线应在正式张拉前调整钢绞线的初始应力,确保钢绞线受力均匀;

    3  有粘结预应力筋应使用符合吨位要求的穿心式千斤顶进行整束张拉;集束配置的无粘结预应力筋可釆用前卡型千斤顶单根张拉。

6.8.13  筒仓预应力筋的锚具应符合下列规定:

    1  锚具应根据预应力筋的规格型号配套选用;对钢绞线预应力筋,张拉端宜釆用夹片式锚具,固定端可釆用挤压式锚具;其性能应符合现行国家标准《预应力混凝土用锚具、夹具和连接器》GB/T14370的规定;

    2  锚垫板及螺旋筋应根据锚具型号配套使用,且应进行锚固区局部承载力验算;集束配置的无粘结预应力筋宜釆用钢板锚垫板;当釆用配套群锚锚具时,钢板锚垫板的孔位应与所选锚具一一对应。

6.8.14  无粘结预应力筋的锚具应符合下列规定:

    1  无粘结预应力筋的锚具效率系数应大于或等于0.95,极限拉力作用的总应变应大于或等于2.0%;

    2  锚具的疲劳性能应通过200万次循环试验;

    3  夹片锚具(图6.8.14)的组件应具有符合其化学成分及机械性能的产品质量证明书,其凸出或凹进混凝土表面的构造预应力筋的全长、锚具及其连接的其他部位的外包材料,均应符合连续、封闭及防水的要求。

6.8.15  预应力筋张拉完毕后应及时釆取可靠的防腐及防火措施对锚固区进行保护。对夹片式锚具,可先切除外露无粘结预应力筋的多余长度,在锚具及承压板外表面应涂以防水涂料。

6.8.16  圆形筒仓预应力筋的各种预应力损失值应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。釆用分批张拉时,应计入后批张拉对先批张拉的影响。可将先批张拉控制预应力值σcon增加0.05fptk或将aE乘以σpc

    注:aE为预应力筋弹性模量与混凝土弹性模量之比,σpc为混凝土的法向压应力。

6.8.17  圆形筒仓预应力筋的布置应符合下列规定:

    1  圆形筒仓预应力筋的平面布置(图6.8.17-1)可釆用每一圆周水平截面二束(段)~四束(段)预应力筋;

    2  锚固点的数量及预应力筋的平面包角应根据筒仓直径的大小确定,包角不宜小于180°或120°,锚固点宜采用3个~8个;

    3  壁柱或壁龛式(无壁柱)锚固点(图6.8.17-1、图6.8.17-4)可按60°分角布置,并应符合图6.8.17-1~图6.8.17-5的要求;

    4  预应力束(筋)的竖向间距不宜小于150mm,也不宜大于3.0倍壁厚或1.0m;有粘结预应力束(筋)的间距不宜小于4.0倍孔道直径(图6.8.17-3);

    5  壁柱或壁龛式锚固点预应力筋的封头应采用等强度微膨胀细石混凝土。

6.8.18  壁柱、无壁柱(壁龛)预应力筋的锚固应符合下列规定:

    1  壁柱、无壁柱(壁龛)预应力筋的锚具应符合锚固点的布置、张拉设备及预应力筋交叉空间尺寸的要求;

    2  壁柱、无壁柱(壁龛)应配置相应的间接钢筋和附加构造钢筋;

    3  锚固端应验算抗裂及局部承压;

    4  同一水平面上的预应力筋锚固点的上下距离不应小于70mm;

    5  锚固点预应力筋的直线段应根据锚具要求确定,且不应小于400mm。

6.8.19  预应力筋(钢丝)在张拉过程中发生滑脱或断裂时,应减低张拉应力,并应符合下列规定:

    1  预应力筋(钢丝)滑脱及断裂的数量不得超过同一截面预应力筋的2.0%;

    2  一根钢丝束的断裂钢丝不应超过一根。

6.8.20  后张预应力在圆形筒仓仓壁上的非预应力筋的配置应符合下列规定:

    1  筒仓仓壁非预应力筋的配置应符合非预应力筒仓仓壁配筋的构造要求;

    2  仓壁非预应力筋的配置应按预应力筋张拉后在仓壁上生成的次应力验算确定;

    3  预应力筋张拉后在仓壁竖向π/2β范围内产生的次弯矩My、次剪力Vy(图6.8.20)应按下列公式进行计算:

        式中:r——圆形筒仓的半径;

            F——预应力筋张拉锚固后作用于仓壁环向(圆周)单位弧长上的径向均布压力[图6.8.20(a)];

            D——预应力筋内侧圆的直径;

            Np——预应力筋张拉锚固后仓壁横截面上的法向拉力;

            μc一一混凝土的泊松比;

            t——壁厚。

        注:函数ψ(β·y)、θ(β·y)的计算数值见本标准附录E;

6.8.21  圆形预应力筒仓仓壁不含钢筋保护层的壁厚,除应符合非预应力筒仓的要求外,还应符合下式的计算结果:

    式中:t——不含钢筋保护层的壁厚;

        dn——筒仓内径;

        ph——贮料作用在单位仓壁上的水平压力;

        σpo——预应力筋的平均初始预应力(扣除混凝土预压前的损失);

        σpe——预应力筋的有效预应力;

        fc——预应力作用点处混凝土抗压强度。

6.8.22  圆形筒仓在仓壁高度范围内配置预应力筋时,应按预应力对洞口周边的仓壁及有关构件的影响配置构造加强筋,其配置范围不宜小于1.5倍的仓壁厚度。

6.8.23  预应力筒仓的设计文件中,应明确预应力施工单位的专业承包资质不应低于专业承包二级的要求。