组合网架结构预应力施工模拟分析与监测
柳锋’，王翼”，迟云
（1.山东建黄大学土木工程学院，山东济南250101：2.博市规划设计研究院，山东淄薄255037）
[摘要】对济南体校2号馆预应力组合网架进行了案张控过程的座工模报分析，井计算了张拉验段的索张力控制 值.采用指弦式应变传感器、电驻应变片、全站仪等测量仪器对预应力张控过程中的索力、杆件应力及榜度进行了实时监测.试验表明施工监测数据和理论计算结果咖合较好.楼板全现浇预应力组合网架施工方继合理，结构具 有良好的整体工作性能.
[关键调]预应力组合同架：施工模控分析：施工监测
[中图分类号]TU398.7 [文限标识码]A [文章编号]1002-8498(2011)08-0033-04
Construction Simulation Analysis and Monitoring of Prestressed Composite Truss
(1. Schel ef Gad Esgiseeing Shandong Jianha Unienily A'nan Shandong 250101 China; Liu Feng' Wang Ji² Chi Yun*2. Zibo Urban Piaing Denign Inriae Zibe SAandong 255037 China)
Abstract; Construction simulation snalysis for prestressed posite truss of Ji′ nan Sports School No. 2stadium is carried out and the value of cnble foree is caleulated at tension steps Cable force truss stress and deflection are monitored by using vibratioe wire strain sensors strain gauges and electronic totalstation. The coincidenee of monitoring results and theoretical data is very well. The constructioe methodof prestressed posite truss built with full cast-in-situ floor is reasonable. The structure has a good integral working capacity.
Key words:prestresed posite truss; constraction simulation analysis; construetion monitoring
预应力组合网架是以钢繁混凝土梁板结构代替强度的优势，通过施加预应力可达到提高结构刚度、测结果与有限元计算结果进行对比分析.降低用钢量的目的，可广泛应用于大柱网、大空间的楼（屋）盖结构中.
普通网架上弦杆，在网架下弦布置单向或双向预应行预应力索张拉过程中的施工模拟分析，并采用振 对济南体校2号馆楼盖预应力组合网架结构进力拉索面形成的一种预应力钢筋混凝土组合空间结弦式应变传感器、电阻应变片、电子全站仪对索张控构体系.充分利用了混凝土、钢材两种材料的不同过程中的索力、杆件应力、结构绕度进行监测，将监
1工程概况
层为体操训练室，2层为武术、蹦床训练室.2层楼 济南体校2号馆为第十一届全运会训练馆，1盖平面尺寸30m×40m，采用正放四角锥预应力组制湿受土带助板与网架上弦节点通过预理件焊接，合网架结构体系，网架高度1.8m，沿网架下弦杆内 然后现浇混凝土面层面成.该施工方法工序复杂且短向布置9道预应力拉索，预应力拉索采用强度级上弦节点处施工质量不易保证，结构整体性较差.别为1860MPa的1x715.24带PE护套的无黏结
目前，在国内已建成使用的组合网架结构工程中，其上弦钢筋混凝土板一般采用预制方式，上弦预为简化施工工序，缩短施工工期，并确保组合网架的预应力钢绞线.楼面网架平面如图1所示.蓝采用全现浇施工工艺.
整体工作性能，济南体校2号馆预应力组合网架楼2预虚力施工方案
2.1结构施工流程
总体施工顺序为：搭设满堂脚手架→安装钢网架下弦节点及下弦杆一安装钢网架腹杆及上弦半球 节点一原有脚手架基础上搭设混凝土楼板脚手架→
2.2预应力索张拉过程
3施工仿真模拟
万方数据
Fig.1 Truss of Jl' nan Sports School Ne.2 stadium 图1济南体校2号馆楼面网架平面
铺设楼板模板一绑扎钢筋→浇筑混凝土并养护→穿索张拉.
预应力索张拉方法主要有整体同步张拉法和分批张拉法，整体同步张拉法施工技术难度大面且费用高，若采用分组分批张拉，工艺衡单且易于操作. 本工程采用分批张拉法，张拉分两轮，第1轮张拉顺序为ls1→l9，第2轮张拉顺序为h9→1.张拉前根据设计和预应力施工工艺要求的实际张控力，对 张拉设备进行标定.
构的内力和儿何形状处于不断变化中.采用分批张 对于预应力结构来说，在预应力施加过程中，结拉法张控预应力时，后截张控索会对先前批张拉索的内力产生影响，即当最后一批索张拉完毕，除 最后一批索外，其余索的实际内力都不是张拉时的索力值.因此需要对每一步张拉时的施工张力控制值进行精确模报计算，以确保索张拉完成后，各组索的实际内力值与设计要求值（张力设计值）一 致，并保证预应力张拉过程的安全.
本工程采用ANSYS10.0的单元生死技术和多时间步连续分析技术来模报索张控过程.预应力张 拉第1轮采用单元生死法逐根激活索单元，并通过对索单元施加初始应变的方法引人预应力，第2轮力.采用多时间步连续分析法，每一步均是在上一 通过对索单元施加显度荷载的方法引人其余的预应步分析应力、变形基础上进行，与实际的链工过程相符.共分20个工况对工程进行施工模拟分析，工况 1为拆除脚手架后，网架自重作用下的工况，工况2-19为预应力张控工况，工况20为找平层施工完成后的工况.各构件采用的单元类型及材料规格如 表1所示，有限元计算模型如图2所示.
使用改进的张力补偿法，根据索张力设计值计算出张拉阶段索施工张力控制值（见表2）.
表1单元类型及材料规格Table 1 Element types end material speciflcatioes
我件名称 单元类型 材新规格演应力家 下生杆 link10 link8 o =1 #50MFs Q235腹杆 he188 link8 C40程规上板 181 C40
图2有限元计算模型Fig.2 Finite element model
表2索施工张力控制值
Table 2 Censtruction tension force control values kN
7379°3082389C6SL96L8LS8L199EE59
4施工监测
为保证结构安全及预应力张拉施工的准确性，使张控完成后的预应力状态与设计要求相符，对张拉过程中结构索力、杆件应力、浇度等进行监测.
4.1监测点布置
4.1.1索力监测点布置
的准确性预应力索张拉过程中通过振弦式应变传感 索力控制是索张拉施工的核心，为保证索张拉器和电阻应变片（ls4，s6索用振弦式应变传感器，其余索用电阻应变片）监测索力，电阻应变片仅用 于监测索张拉时的索力，振弦式应变传感器用于长期监测.索力传感器安装在错具与下弦球节点之间的钢管上（见图3）.
Fig.3 Monitoring points for cable force 图3索力测点示意
4.1.2杆件应力监测点布置
本工程采用振弦式应变传感器监测网架杆件应力，测点布置如图4所示.
4.1.3浇度监测点布置
4.2.1索力监测结果
万方数据
图4杆件应力测点Fig. 4 Monitering points fer members stress
在下弦球节点处布置20个监测点，采用全站仪
对钢结构浇度变形进行监测，测点布置如图5所示.4.2施工监测结果
图6为监测得到的索力动态曲线.从图6可以看出，不同工况下索力的理论值和监测值差别不大. 4，l6索的工况20~24为找平层施工完成以后的监测值，监测额率为1个月，可以看出施工完毕后，
图6索力动态共线
Flg.6 Dynamic curves of cable force
图7网架杆件应力自线Fig.7 Members stress curves of truss
图5网架下然绕度测点Fig. 5 Monitoring points for trusslower chord dtflection
预应力索力值趋于稳定，松地现象不明显.后张拉索对先张拉索的影响如表3所示，可见第1轮张拉的后批张拉索对前批张拉索影响较大，第2轮张拉时影响较小.
4.2.2杆件应力监测结果
所示网架杆件应力曲线如图7所示.
图8网架绕度自线
Fig.8 Defection curves of trass
Table 3 Inflaence of post-tensioned 表3后张控索对先张拉索的影润cablt to pre-tensloned cable
考文献：
[1]王晓辉，北京师范大学体育馆得提空心球网架施工按术[][2]李良费，城生亮，要国曲，等.预应力与非预应力螺检球（环） 地工技术 2009 38(82）：310-312.节点组合网架的设计、研究及应用[C]//第六属空间继构学[3]韩庆华，家波，杨志，导，预应力组合网架结构的理论分析与 本会议论文集，北京：地集出版社，1992.[4]卓新，石川治一年，张力补偿计算续在预应力空间网格结构 皮用研究[J]-建筑结构学报，2004 25（1）：87.42.张拉施工中的应用[J]-土木工程季报.2004 37（4）：38-[5]王瞩.预应力组合网架结构的施工模报分析与险费技术 40 45.[6]张纪制，张同波，青岛体育中心游泳跳水辖网据结构施工 [D].楼南：山东建筑大学 2010.衡与控分折[1].第工核术，2009 38（10）：30-32.
轮次 s 2 案力损失百分此/% 91 15.6 12.6 10.0 7.86.7 5.13.9 2.4 02 0 1.6 2.12.73.34.3 5.3 6.3
力后，部分杆件由拉变压，张控索附近的下弦杆应力 分析图7可以看出，穿索的下弦杆在施加预应变化相对较大.杆件最大应力并不一定出现在施工完成后，若以最终状态作为设计对象，会造成结构的不安全.模拟分析结果和监测结果整体上规律相 同，绝大多数杆件的监测值小于理论值，随杆件应力的增大，误差逐渐缩小.
住房和城乡建设部明确
4.2.3提度监测结果
2011年建筑安全生产工作
对工况1和19的挑度进行了监测（见图8），由于理论分析假定网架杆件之间及腹杆与梁之间饺况1拆除脚手架后，实测绕度值小于理论分析值，工 接，造成模型的刚度小于结构的实际刚度.因此工况19预应力施加完成后，与工况1相比，烧度减小程度不如理论分析明显.
年“活动的实随意见》（简称《实施意见》）已经下 住房和斌乡建设部《关于继续深化“安全生产发.《实施意见》指出，2011年是“十二五”开局之年，也是中国共产党建党90周年，做好今年的建筑 安全生产工作有着十分重要的意义.各地要按照《国务院办公厅关于继续深化“安全生产年”活动的通知）要求，结合本地实际，认真做好部署落实工作.《实施意见》指出，各省级住房和城乡建设部门动的有关情况上报住房和城乡建设部质量安全司.主要包括以下几部分内容.
5结语
1）济南体校2号馆预应力组合网架结构中的泥凝土楼板采用全现浇班工工艺，能够保证结构中不同构件的整体协网工作，结构整体受力性能好，且 施工工序简单，施工工期短.
2）由于预应力索需分批张拉，部分杆件最大内力并不一定出现在结构最终受力状态，因此对组合 网架预应力案张拉阶段的20个工况进行模拟分析，计算出张拉阶段的索施工张力控制值.
1）落实企业主体责任，切实加强建筑安全生产工作.
作. 2）做到“四个结合”，进一步加强监督检查工
施工的准确性，使张拉完成后的预应力状态与设计 3）为保证结构施工的安全性及预应力索张控要求一致，对张拉过程中结构的索力、杆件应力、挠度进行监测.通过监测有效地保证了施工质量.
3）加大执法力度，严厉查处违法违规行为.
4）加强基础工作，健全安全生产长效机制.
（浦白（中华建筑报）2011-04-01）
