復雜建筑結構預應力優化設計方案研究

田甜

（長春建筑學院，吉林 長春 130000）

建筑工程施工過程中影響工程質量的因素非常多，對于復雜建筑結構而言，其預應力設計對于整個工程的設計就會產生較大影響。為了能夠滿足實際需要就應該對預應力設計保持高度重視，要采取專門措施才能夠滿足實際要求。從以往的經驗來看為了能夠滿足日益復雜的要求，在今后工作中就應該對預應力進行不斷優化設計，采用專業方法來進行優化設計更有助于提升設計水平。對預應力設計變量以及預應力超靜定結構受力進行分析是預應力優化的重要措施。

一、優化設計

在工作中對復雜建筑結構預應力進行深入分析有著非常重要的意義。為了能夠真正滿足需要，就要對預應力設計變量以及預應力超靜定結構受力進行科學分析。

（一）設計變量分析。對預應力設計變量進行深入分析有著非常重要的意義，對于這方面的工作具體而言就是要分析承載能力的極限狀態、極限狀態等。這些方面在設計過程中都必須要能夠符合實際要求及規范。此外對于承載力、變形、應力以及抗裂等也應該進行專門驗算。只有不斷進行驗算才能夠滿足要求，為了能夠實現對變形的有效控制，工作中主要是要利用結構高跨比來實現。采用這樣一種方式將有助于實現對變形的有效控制。對于抗裂的控制則是要采用預應力配筋的方式來進行處理。對于非預應力鋼筋的增配，往往是要在承載力不能夠滿足預應力盡量的條件下才要開展這項工作的。為了能夠實現科學合理地設計，在預應力初步設計過程中就要高度重視抗裂，對于預應力配筋應該是按照人們對抗裂性的要求來進行設計。通過這樣的設計將非常有助于滿足要求。在今后工作中對于這方面情況必須要加強研究，要從實際出發來采取措施。在設計過程中最為常用的方式是混合式曲線與直線配筋以及單獨曲線配筋。這兩種方式的應用將有助于滿足實際要求。在設計過程中對于沿力筋的預應力是可以視為不變的，對于其造成的損失也不用進行考慮。在工作中對于結構所受曲線預應力則是可以根據等效荷載法看作把它看成調整力系的作用。

（二）對預應力超靜定結構進行分析。對預應力超靜定結構受力進行專業分析有著非常重要的意義。應該看到在實際工作中后張預應力混凝土結構往往會受到調整力系和工作力系這兩種力的影響。所謂調整力系主要指的是在工作中要借助預應力筋以及錨具來施加的人工預應力。對于這樣一種預應力必須要引起高度重視，要不斷加強對其分析。工作力系主要指的是結構設計載荷所起作用。這樣一種方式往往可以乘坐是工作力系。這兩種力對預應力超靜定結構所產生的影響是不一樣的。調整力系則要對結構受力進行逐步調整，通過這樣一種方式實際上將能夠對結構內力實現專門調整，這樣將能夠使得結構受力能夠變得更為合理。對于工作力系而言，在運行過程中往往會對結構產生較大破壞。這一點是人們在工作中應該要引起高度重視的一點。通過對復雜建筑結構預應力進行深入分析就會發現，當前在建筑結構中預應力受兩個方面因素的影響是最大的。這兩個因素分別是安置形式以及張拉力。對于這兩個因素應該不斷加強研究，這是適應實際要求的重要措施。預應力筋安裝形式如果科學合理，那么此時對于結構控制面內力往往可以利用最小張拉力來把它調整到最為合適的狀態。相反，當預應力筋安裝不合理的話，此時就應該提升預應力筋使用量。這樣一種方式同千重情形相比，對結構中斷面內力調整效果的影響也將是不同的。這是我們在實際工作中應該引起高度重視的一點。對于這方面情況要不斷加強研究。梁端錨具布置也是一個比較典型的問題，對于這樣一個問題也應該加強研究。應該看到梁截面面積大小是固定的，此時梁端錨具不管是過大還是過小都會對其布置形式產生較大影響。這一點是人們在工作中應該引起高度重視的。為了能夠避免這種現象的出現，在今后工作中就應該在梁下直線上來布置合適的預應力筋。通過這樣的方式在設計荷載確定之后，與之相對應的混凝土工作系數也將會確定下來。在復雜建筑結構設計過程中，各種設計變量都將能夠得到科學合理地設計，不少設計參數都是具有一定限制的。在進行科學地荷載設計之后，預應力也將會出現一個合理有效的調整力系。這樣將有助于達到工作效果。

二、杭州大劇院預應力優化設計

杭州大劇院是杭州市內大型的市政工程，同時也是典型的復雜建筑結構。以杭州大劇院為例來進行分析更具有現實意義。從該工程的實際情況來看，大劇院高度是50m左右，面積為5.2萬m2。這樣一棟建筑，具有主舞臺、音樂大廳、左右舞臺以及后臺等附屬結構。為了能夠滿足需要，在工作中就應該對其進行嚴格設計。在對其結構進行設計過程中高位設計在25m，側墻設計為32m，厚度設計則四600mm。對于管道的設計則是要按照墻的長度來增設7道豎向縫，為了能夠真正滿足需要還應該把墻體分割成8個墻肢。為了能夠真正滿足需要，建筑跨度就應該比較大。對于預應力的設計，重點是要保證預應力梁能夠滿足抗裂要求。這樣才能夠真正適應實際工作要求。對于預應力鋼束應該進行科學發恩錫，要對其進行科學合理地配置。這樣才能夠滿足實際要求。對于這樣一種結構，工作人員利用有限元軟件ANSYS進行專門分析之后發現。在預應力設計過程中是要受到墻肢上端彎矩影響的。這種影響是人們在工作中必須要引起注意的。針對這種情況，在今后工作中就要對墻肢上端、垮中界面以及梁端進行嚴格控制。這樣才能夠滿足要求。這是我們在工作中應該引起高度重視的。要采取專門措施來對其進行優化。

結語

預應力優化設計是一項非常重要的工作，這項工作是否科學合理將會直接影響到整個工程的質量。為了能夠真正滿足需要，在今后就應該從實際出發來對進行科學分析。本文以杭州大劇院預應力優化設計為例進行了詳細分析。通過本文的分析就會發現，在今后工作中必須要高度重視預應力設計變量以及預應力超靜定結構受力分析。

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