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随着世界粮价飙升和我国今年粮食主产区干旱日益严重,粮食问题得到广泛关注。为进一步增强国家对粮食的宏观调控能力和抗御风险能力,改善国家粮库的布局和结构,适应现代储粮的需要,促进粮库设计、施工水平的发展,必须在原有仓型的结构设计、施工和设备配置上,进行优化改进,更新设计理念,实现跨越式发展。
在总结已有研究成果的基础上,围绕平房仓预应力混凝土屋盖结构这一主题,对被广泛应用的两种屋盖结构形式,即预应力混凝土拱板屋盖和双T板屋盖,借助有限元分析软件模拟预应力屋盖结构体系,从其设计、施工和使用等角度进行了系统的分析研究,提出一些新型实用的改进设计和施工技术,并在相应的工程实践中得到了良好的应用。论文的主要工作和内容如下:
1)针对目前在役预应力混凝土拱板屋盖在平房仓使用中暴露出的种种缺陷,从粮仓使用功能角度,为提高屋盖结构的整体性、抗震性,改善粮仓的保温、隔热、防水和密闭等性能,方便施工,在分析拱板屋盖结构设计理论的基础上,提出整体现浇后张有粘结预应力混凝土拱板屋盖的优化改进设计。即将原先的预制预应力混凝土拱板屋盖改进设计为高空整体现浇预应力混凝土拱板屋盖;将原来的全部先张预应力改为后张有粘结预应力,或者部分先张(底板)部分后张(肋梁)的预应力布置形式。
2)大跨度预制预应力混凝土双T板屋盖结构具有结构性能良好、截面型式简单灵活、造价低、应用范围广泛等优点。经过研究发现可以将先张预应力混凝土双T板改进为后张有粘结预应力混凝土T板,将工厂预制创新为高空整体现浇制作。这样,不但增加了双T板的整体性能,构造简单,稳定性增强,整体刚度加大,而且避免了远距离运输,施工简便,完善了双T板屋盖平房仓的使用性能。
3)为了克服拱板屋盖现有施工方法的不足,降低施工措施费用,协调预应力反拱值,提高底板平整度,减少混凝土裂缝,改善屋盖结构的保温隔热、防水防潮、密闭等使用功能,提出一种新型经济的施工方法--高空预制成组滑移施工法。将经过加强改造处理的屋面圈梁作为预应力张拉固定台座,在结构的廒墙两边或一侧搭设局部满堂钢管排架和水平顶撑,两榀或两榀以上的拱板作为一个预制单元,多榀隔榀现浇,在高空分批预制,利用“地坦克滑车”沿圈梁临时轨道进行滑移就位、安装拱板。最后,对相应隔榀处的拱板进行原位现浇完成。并且,该施工方法在扬州粮食储运加工中心工程中得到了成功实践,取得了良好的效果。
本文的研究成果将有助于我国对大跨度预应力混凝土屋盖结构的设计与施工的研究,推广预应力混凝土拱板和T板屋盖在平房仓等工业建筑中广泛应用,具有重要的理论意义和实用价值。