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超大直径无粘结预应力储煤筒仓设计与施工技术研究

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第一章绪论

1.1引言

1.2钢筋混凝土筒仓结构的特点和发展概况

1.2.1钢筋混凝士筒仓结构

1.2.2钢筋混凝土筒仓结构的发展概况

1.3无粘结预应力的发展概况和特点

1.3.1无粘结预应力的特点

1.3.2发展概况

1.4无粘结预应力筒仓的发展、特点及国内外研究现状

1.4.1无粘结预应力筒仓的特点

1.4.2无粘结预应力筒仓的发展

1.4.3无粘结预应力筒仓的研究进展

1.5上海漕泾电厂120m直径无粘结预应力贮煤筒仓简介

1.6本文主要研究内容

第二章无粘结预应力混凝土储煤筒仓仓壁设计研究

2.1圆形储煤筒仓仓壁设计理论

2.2圆形筒仓仓壁预应力设计探讨

2.2.1环向预应力筋布置原则

2.2.2普通的梯形预应力分布形式

2.2.3本文提出的预应力分布方法

2.3结构选型

2.4结构上的荷载

2.4.1永久荷载

2.4.2可变荷载

2.4.3荷载效应组合

2.5内力分析及配筋计算

2.5.1预应力筋数量的估算

2.5.2筒仓仓壁的配筋计算

2.5.3预应力损失计算

2.6无粘结预应力仓壁构造设计

2.6.1预应力筋的布置

2.6.2仓壁非预应力筋布置

2.6.3锚固端的设置

2.7本章小结

第三章无粘结预应力仓壁优化设计的有限元分析

3.1有限元分析建模原理

3.1.1有限元分析原理简介

3.1.2筒仓有限元模型

3.1.3计算参数

3.1.4荷载组合

3.2 1100~700mm模型有限元分析

3.2.1内力计算方法

3.2.2温度对结构受力的影响

3.2.3参考温度对外壁环向配筋的影响

3.2.4预应力估算及配置非预应力筋

3.3减薄后模型有限元分析

3.3.1分析结论

3.3.2温度作用规律分析

3.4不同预应力筋布置形式的受力及变形分析

3.4.1预应力筋的疏密对结构的影响

3.4.2预应力筋径向位置的不同对结构的影响

3.4.3最终布置方案

3.4结构技术经济评价

3.5仓壁配筋构造

3.5本章小结

第四章筒仓仓壁无粘结预应力施工技术研究

4.1预应力筋的下料、存放、运输

4.2预应力筋的铺设

4.2.1内置于仓壁内的无粘结预应力筋的安装

4.2.2绑附在仓壁外的无粘结预应力筋的安装

4.3模板工程

4.4混凝土浇筑

4.5预应力张拉施工

4.5.1张拉准备

4.5.2张拉工艺

4.5.3张拉施工安全事项

4.6本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

5.2.1桩-土-上部结构整体共同作用

5.2.2预应力张拉分析与控制技术

参考文献

致谢

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摘要

筒仓作为贮存散料的设施,具有结构简单、使用方便、保护环境和减少占地等优点。储煤筒仓的仓壁由于在贮煤压力作用下产生环向拉应力,这将使仓壁产生裂缝,而采用无粘结预应力技术的钢筋混凝土筒仓充分利用了混凝土的抗压性能好和钢绞线抗拉性能好的特点,筒仓的仓壁配置了环向无粘结预应力筋,对仓壁施加预应力,用钢绞线来承担仓壁的环拉力,防止仓壁开裂,达到减小仓壁厚度、节省大量混凝土和钢材的目的。 本文主要针对筒仓仓壁在贮料、温度作用、以及预应力等复杂荷载情况下的设计计算、仓壁优化设计做了系统的研究。因为现有的规范很难解决问题,必须借助计算机软件对筒仓各工况进行计算,分析受力规律和机理。最终得出进行设计所需的各种参数及条件。采用通用有限元软件ANSYS对无粘结预应力筒仓进行三维实体模拟计算分析,并结合计算结果加以讨论分析。 研究了将无粘结预应力技术应用于大容量、大直径钢筋混凝土筒仓设计和施工中的有关问题:圆形筒仓的仓壁预应力的布置、取值;仓壁裂缝的控制;无粘结预应力损失的计算方法等等。系统地总结了设计计算巨型筒仓的思路。 结合上海漕泾发电厂120米直径的储煤筒仓这一工程实例,提出了采用普通钢筋等强度代换成预应力筋,并控制普通钢筋配筋率及裂缝进行无粘结预应力仓壁优化设计的方法。该方法使仓壁环向普通钢筋强度在满足安全及使用功能的基础上得到充分的发挥,并且大大节省了用钢量。论述了无粘结预应力混凝土的预应力材料的质量控制,预应力筋与非预应力筋的铺设和绑扎,以及减少预应力损失的方法。科学合理的确定预应力筋的张拉顺序,介绍了张拉过程中采用0→1.03σcon的超张拉程序,并采用“应力控制、伸长校核”法,确保工程建立有效预应力,从而满足结构的要求。

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