建筑中 先张拉 后张拉有什么 区别啊

建筑中 先张拉 后张拉有什么 区别啊,第1张

张拉中的先张和后张是两种不同的对混凝土构件施加预应力的方法,其区别在于先张法要有张拉台座,在混凝土浇筑之前,先把预应力钢筋张拉到设计拉力,然后浇筑混凝土,等到混凝土到一定强度(一般在设计强度的80%以上)后,放松预应力钢筋,通过混凝土对预应力钢筋的自锚,从而完成预应力构件。

而后张法是先浇筑混凝土构件,在浇筑前埋设预应力管道(一般为波纹管)或预埋胶管在浇筑后一定时间拔出形成管道。然后等混凝土达一定强度(一般也在设计强度的80%以上)后,在管道内穿入预应力钢筋,进行张拉,然后用锚具锁定锚固。在全部张拉完成后对管道内压浆,从而完成预应力构件。

结构工程是一个非常复杂的系统工程,并不是一个人能够完成的。但是很多时候 结构工程师 做出了主导性的、决定性的工作和贡献,而不是说所有的工作都是他一个人完成的。那么全球著名 结构工程师 有哪些呢一起来了解了解!

Vladimir Shukhov(1853~1939)。

舒霍夫老师绝对是大神级的存在,我不知道为什么很多人追捧特斯拉,却无人知晓舒霍夫。舒霍夫是梁、壳和膜体系在弹性理论下的应力应变实用数学分析方法研究的先驱。借助这一领域的研究,他创造性的发展了双曲壳塔、网状壳体、张拉结构、栅格壳体以及储油罐、输油管、工业锅炉塔架、船只和驳船等各种各样的结构体系。此外,他还是一位化学工程师、机械工程师和设备工程师,他设计了石油的“舒霍夫裂解”的工艺流程、新型油泵、使用裂解油渣作为燃料的新型锅炉、巴库油田的输油管网、好几座城市的主干给排水网络……此外,可能有 建筑师 熟悉梅尔尼科夫这个名字,舒霍夫在多个建筑项目中与梅尔尼科夫合作,为梅尔尼科夫跨刀。当然,最为著名的还是时至今日依然有很多屹立在俄罗斯大地上的独具匠心的“舒霍夫”双曲壳塔。

Robert Maillart(1872~1940)。

Maillart 毕业于苏黎世联邦高工 ETH,是混凝土结构的先驱,也是 David Billington 非常推崇的结构工程师。在那个混凝土刚刚开始兴起的年代,Maillart 赋予了混凝土结构灵性和活力,发明了无梁楼盖、蘑菇柱帽。更为突出的成就是他的混凝土桥梁设计,尤其是混凝土三铰拱,堪称是力与美的完美结合。旷世之作 Salginatobel 桥被国际桥协评为20世纪最优美的桥梁,被 ASCE 列入土木工程历史遗产。Maillart 对图解分析的娴熟应用,我觉得依然能够给现在的工程师启发和创意。

Othmar Ammann(1879~1965)

1964年美国国家科学奖。Ammann 也是苏黎世联邦高工 ETH 的毕业生,与 Maillart 一样师从 Wilhelm Ritter 教授。此后在美国执业,作为一位顶尖桥梁工程师,Ammann 的根据地在纽约,设计了连接曼哈顿、纽约、新泽西的众多大跨桥梁,包括 George Washington 桥、Bayonne 桥、Verrazano-Narrows 桥、Bronx–Whitestone 桥、Triborough 桥。Ammman 作为顾问也参与了金门大桥的设计工作。

Eugene Freyssinet(1879~1962)

1957年 IStructE 金奖。与同时代的 Maillart 并称为混凝土双子星,预应力混凝土的开拓者。完成了大量的设计作品,包括自锚悬索桥、混凝土拱桥、预应力混凝土梁桥、刚构桥等等。与坪井善胜、莱昂哈特类似,Freyssinet 的公司培养出了 Michel Virlogeux、Jean Muller、Michel Placidi 等优秀法国结构工程师。FIB 的结构混凝土奖章以 Freyssinet 的名字命名。

Pier Luigi Nervi(1891~1979)

1967年 IStructE 金奖。“混凝土诗人”之一的奈尔维,出生于意大利,毕业于博洛尼亚大学。奈尔维的突出贡献在于他完善了混凝土的设计理论,借助着二战之后百废待兴、大兴土木的形势,成功的让混凝土成为了主流的建筑结构材料,让高层混凝土剪力墙体系成为了主流的解决方案。作为结构工程师,奈尔维以混凝土薄壳、肋壳、折板薄壳见长,并且对混凝土预制化有着深刻的理解。他设计建造的壳体,不仅美观、受力合理、用料节省,而且工期短、预制化程度非常高。代表作包括罗马奥运会的大小体育馆、联合国教科文组织总部会议厅。

Sir Ove Arup(1895~1988)

1973年 IStructE 金奖。阿鲁普爵士出生于英格兰,毕业于丹麦工业大学,此后创办了自己的工程公司,二战中为盟军建造了一些预制混凝土的临时港口。之后创办了著名的奥雅纳工程咨询公司,时至今日,奥雅纳的业务遍布全球,已经是工程咨询设计领域的巨头。阿鲁普本人在商业、管理方面的才能令人惊叹。此外,作为结构工程师,阿鲁普主持设计的代表作包括高层混凝土剪力墙体系的早期试水之作 Highpoint I、悉尼歌剧院、Kingsgate 步行桥。阿鲁普本人非常喜欢 Kingsgate 步行桥,他去世后,家人按照他的愿望在这座桥上撒下了他的骨灰。

Eduardo Torroja(1899~1961)。

托罗哈也是一位混凝土诗人,国际空间结构协会 IASS 的创始人和第一任主席。在西班牙工程师群星中,他上承高迪,下启坎德拉。托罗哈擅长混凝土壳体、悬挑、空间网格壳体、预应力混凝土的设计和分析,在西班牙内战前后等困难时期用最少的材料、最低的造价完成了很多优美的作品。国内罗福午教授最是推崇托罗哈,《建筑结构概念设计及案例》一书专门列举了托罗哈的作品集。IASS 的终身成就奖以托罗哈的名字命名,颁发给对空间结构工程做出贡献的结构工程师。

Yoshikatsu Tsuboi(坪井善胜)

(1907~1990)1976年 IASS 托罗哈奖,曾任 IASS 主席。坪井善胜是杰出的日本工程师,在日本战后经济腾飞的那个黄金时代,坪井善胜和建筑师丹下建三合作,完成了很多标志性的工程,包括东京奥运会代代木体育馆、大阪世博会场馆。同时,坪井善胜堪比日本的莱昂哈特,致力于培养年轻工程师,在注重师承传统的日本业界堪称一代宗师。坪井善胜也参与了很多 IASS 的工作,IASS 专门设有坪井善胜优秀论文奖。

Fritz Leonhardt(1909~1999)

1975年 IStructE 金奖,1981年 IABSE 国际桥协奖章。莱昂哈特先后就读于普渡大学、斯图加特大学,此后在斯图加特大学任教,同时也有自己的工程咨询公司。他是施莱希的导师和引路人,施莱希的职业生涯就是在莱昂哈特公司起步。莱昂哈特对现代斜拉桥、混凝土电视塔、箱梁桥的发展做出了突出贡献,发明完善了顶推施工方法,设计了大量的优美的悬索桥、斜拉桥和混凝土塔。莱昂哈特的作品还包括著名的慕尼黑奥林匹克体育场。德国工程师协会的结构工程师奖项以莱昂哈特的名字命名。

Felix Candela(1910~1997)

1960年 IStructE 金奖。坎德拉也算是个懂结构的建筑师,但是懂的非常好,可能超过了很多结构工程师。坎德拉最为著称的是他的混凝土薄壳,几乎把混凝土壳体的美丽和优雅发挥到了极限,代表作包括 Los Manantiales 餐厅、L'Oceanogràfic 餐厅、1968年墨西哥城奥运会场馆。传奇之作 Los Manantiales 餐厅的花瓣形壳体跨度30米,厚度仅仅4厘米,令人叹为观止。

Tung-Yen Lin(林同炎)

(1912~2003)美国工程院院士,1986年美国国家科学奖。林同炎毕业于加州大学伯克利分校,后来也在该校任教。林同炎最大的成就是他对预应力混凝土的研究和发展,极大的促进了预应力在实际工程中的大规模应用。美国土木工程师协会 ASCE 将自己的预应力混凝土奖项命名为林同炎奖。同时,林同炎也有自己的工程咨询公司,工程设计包括在尼加拉瓜地震废墟中屹立不倒的美洲银行大厦、若干桥梁工程。此外,还有未建成的停留在图板上的 Ruck-A-Chucky 曲面曲线悬索桥。

Heinz Isler(1926~2009)

1996年 IASS 托罗哈奖,2006年 Freyssinet 奖。Isler 也是苏黎世联邦高工 ETH 的毕业生,一生致力于混凝土壳体的设计和建造,守护着混凝土薄壳最后的荣耀,在美丽的瑞士留下了许多更美丽的混凝土壳体。他对模型设计无比钟爱,很多工程的设计都是用缩尺模型进行研究,比如一张薄膜,按照支撑条件吊挂好,然后浇上水放在室外,第二天早上,水都冻成了冰,把这个薄膜反过来,这块冰的形状就是混凝土壳体的初始合理构型。据说,Isler 老师的小院子里堆满了各种小模型,Isler 老师还修了一个小铁路模型,搭配小桥梁模型,玩具火车每天穿行其中,这样的生活,想想就令人神往。

Christian Menn(1927~)

2009年 IABSE 国际桥协奖章。Menn 是一位极其优秀的桥梁工程师,任教于瑞士苏黎世联邦高工 ETH,研究领域主要集中在预应力混凝土。此外也有大量的工程实践,主要以混凝土桥见长,尤擅板式斜拉桥、矮塔斜拉桥等等,建成作品有一百多座,代表作包括 Ganter Bridge、Sunniberg Bridge。

Leslie E Robertson(1928~)

2004年 IStructE 金奖,2004年 Khan 终身成就奖,2011年 IABSE 国际桥协奖章。Robertson 毕业于加州大学伯克利分校,是 LERA 理雅的创始人,超高层结构专家。代表作包括纽约世贸中心双子塔(2001年毁于911恐怖袭击)、上海环球金融中心、香港国际金融中心、香港中国银行大厦。Robertson 跟贝聿铭合作颇多,香港中银大厦、苏州博物馆、日本美秀美术馆的结构顾问均为理雅。

Fazlur Khan(1929~1982)

1982年 IABSE 国际桥协奖章,美国工程院院士。Khan 出生于孟加拉,在美国 UIUC 取得博士学位,此后一直在 SOM 工作,是 SOM 的合伙人。可以说 Khan 是高层建筑的一代宗师,提出并且完善了筒体、桁架筒体、束筒的概念,让 SOM 成为超高层建筑的领头羊,让人类可以在经济合理的范围内突破400米大关。Khan 同时还提出了电梯分区分段运行和电梯转换层的设计思路,解决了超高层建筑的竖向交通问题。代表作包括雄踞世界第一高楼名号近30年、束筒体系的西尔斯大厦、桁架筒体的汉考克中心。在他英年早逝之后,美国 Council on Tall Buildings and Urban Habitat 的终身成就奖以他的名字命名,颁发给对高层结构工程作出贡献的结构工程师。

Jorg Schlaich(1934~)

1990年 IStructE 金奖,2002年莱昂哈特奖,1991年 IABSE 国际桥协奖章,2004年 IASS 托罗哈奖,美国科学院院士。我是施莱希老师的脑残粉,如假包换。就像郑板桥的“青藤门下牛马走”,我也很想给自己刻一个这种印章。施莱希是德国斯图加特大学的教授,学术成就包括完善了混凝土的 Strut-and-Tie 模型。更突出的工作是他的工程实践,优秀作品无数,而且花样繁多,包罗万象,大项目做的经济合理,小项目做的别出心裁。青马大桥、孟买大桥、A380 车间、汉诺威世博会展馆、各种跨线桥、各种人行桥、各种折叠桥、各种可折叠可收放屋面、各种玻璃幕墙和索穹顶……此外,他还关注能源问题,致力于研发太阳能电站相关技术,完善了热空气流动型的太阳能电站的工艺和结构,并且已经在西班牙和澳大利亚付诸实施。此外,施莱希老师跟爱因斯坦、福尔摩斯这些高智商大神们一样,也爱拉小提琴。

Cecil Balmond(1943~)。

巴尔蒙德其实更接近于一个懂结构设计的建筑师,而且接近的很严重。巴尔蒙德是奥雅纳的副主席,目前负责奥雅纳的 AGU 高级几何学小组,此外还是哈佛、耶鲁的客座教授。巴尔蒙德出生于斯里兰卡,后来在英国读书,先后就读于南安普顿、帝国理工。巴尔蒙德最为著名的就是他与库哈斯、伊东丰雄、西扎等新锐建筑师的合作,将很多纸面上的炫目之作变成了现实。代表作 CCTV 新楼、蛇形画廊。巴尔蒙德很有才情,写过好几本书,Number 9,Element,Informal,此外还热爱音乐,当年可是在吉他手和结构工程师之间忍痛割爱放弃了吉他手。如果你觉得 CCTV 大裤衩已经超越你的想象了,请看它右边那一个。

Michel Virlogeux(1946~)

1996年 IStructE 金奖,1999年莱昂哈特奖,2003年 IABSE 国际桥协奖章,2006年 Freyssinet 奖,法国科学院院士。毕业于法国巴黎高科桥路学院。Virlogeux 起步于 Freyssinet 的工程公司,是一位非常杰出的桥梁工程师,尤其擅长体外预应力、斜拉桥,代表作世界第一高的米约高架桥、诺曼底大桥等等。

Santiago Calatrava (1951~)

1992年 IStructE 金奖。卡拉特拉瓦毕业于苏黎世联邦高工 ETH,是典型的建筑结构两门抱的工程师加建筑师,作品着眼于结构的表现力和雕塑感,灵感往往来自于仿生学,追求的是动感的平衡,非常擅长可折叠可转动结构的设计。作品包括各种人行桥、景观桥、交通建筑、艺术场馆等等。斋藤公男在他的《空间结构的发展与展望》一书中讲过这么一个段子,两位教授碰面,谈到卡拉特拉瓦,其中一位立马单腿金鸡独立,身体下弯,双臂伸展,做了一个 瑜伽 动作,两人相视一笑。这就是卡拉特拉瓦的个人独特标记。

William F Baker(Bill Baker)

(1953~)2010年 IStructE 金奖,2009年莱昂哈特奖,2008年 Khan 终身成就奖。毕业于 UIUC,SOM 合伙人,顶尖的高层结构专家。代表作世界第一高的迪拜哈里发塔、伦敦 Exchange House、芝加哥 Trump 大厦、南京紫峰大厦、迪拜无限塔。

绳子支撑重物,这种反常的现象采用的是“张拉整体”的原理,即利用刚性的金属杆结合软性的绳索,形成自张紧的独立结构,在这个特殊的空间结构上,同时体现着牵引力和压缩力。张拉整体是一种反重力结构,打造的是一种柔中带刚、刚中带柔反效果,形成一种超乎人意料的结构美感。这也就是为什么软性的绳子能够支撑重物的原因所在。

“张拉整体”最早由建筑设计师富勒提出,他从宇宙运行规律中获得启发,衍生出“张拉整体”的构想。富勒认为万有引力就是一张巨大而平衡的张力网,而分散在宇宙中的每一个星球都是一个个孤立的点,彼此相互作用,形成牵扯、有序的状态。

 张拉整体既有优点也有缺点。优点是质量轻、耗材少、结构结实而紧凑、应用范围广等。而张拉整体的缺点在于由于以拉索为主要构件,这就使得在作业时需要在拉索中施加预应力,对于大型的建筑,还需要对其进行比较复杂的测算,无形之中就增加了施工的难度以及人工成本。

张拉整体结构轻巧、形态可调节、耗费低,有着比较流畅的几何线条感,并且它的构造符合自然规律,彰显了简约美的时尚潮流,受到很多行业的追捧与喜爱。“张拉整体”被广泛运用到建筑设计领域,建筑师得以用较少的耗材建造空间跨度较大的建筑结构。

现在,张拉整体还被运用到管道清洁机器人领域,软性的机器结构可以深入管道清除污垢、杂物,保持管道的畅通,便捷了人们的生活。张拉整体还走进了网络生活,以其反常的构造美摇身一变成为人人争相实验、模仿的网红原理。

预应力张拉就是在构件中提前加拉力,使得被施加预应力张拉构件承受拉应力,进而使得其产生一定的形变,来应对钢结构本身所受到的荷载,包括好屋面自身重量的荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载作用等等。 一般张拉用到钢绞线、千斤顶、锚板、夹片。

在工程结构构件承受外荷载之前,对受拉模块中的钢绞线,施加预压应力,提高构件的抗弯能力和刚度,推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性。对于机械结构来看,其含义为预先使其产生应力,其好处是可以提高构造本身刚性,减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度,使原本的抗性更强。

本工程采取超张拉3%张拉力以克服锚圈口预应力损失。

预应力张拉工艺流程:钢绞线穿束→安装工作锚→安装配套限位板→安装千斤顶→安装配套工具锚→两端对称张拉→张拉力15%→张拉力30%→张拉力100%→张拉力103%→持荷2min锚固→校对伸长值合格后进行下一束张拉→张拉作业完成。

⑴箱梁砼拆模后及时将锚垫板口有效封闭,防止养护水及杂物进入。

⑵根据钢绞线试验报告的弹性模量计算各钢束理论伸长值(理论伸长值计算书附后),同时根据千斤顶标定结果计算和阶段张拉力对应的油表读数,便于张拉过程中校核张拉设备数显张拉力。

⑶箱梁砼经过喷淋养生7天后且砼强度达到100%设计强度后(箱梁实体强度以同条件养生下地砼试件予以控制),进行张拉作业。

⑷张拉顺序按照设计要求N1→N2→N3逐束两端同时对称进行。

⑸根据钢束编号对应安装工作锚环及夹片,采用φ20钢管逐根将对应工作夹片打紧、打平,安装配套限位板及千斤顶和工具锚。

⑹安装千斤顶,要保证千斤顶、工作锚、锚垫板三者必须保证同心,且与锚垫板垂直。

⑺开始张拉后随时检查工作锚与锚垫板密贴情况,发现问题暂停后及时调整。

⑻单束张拉完成立即对实际伸长量进行校核,与理论伸长值的偏差应在±6%范围内,确认合格后持荷2min锚固。如超出±6%范围应停止张拉,查找原因后方可继续进行,。

⑼单束张拉完成后,检查夹片顶面应平齐,同时认真检查是否有滑丝或断丝现象,确认合格后进行下一束张拉。

⑽单片箱梁张拉完成后立即对孔道进行压浆,最迟不得超过24h。

⑾为确保施工安全,工作段钢束切割在完成孔道压浆后且强度达到80%后进行,切割采用砂轮锯或无齿锯切割,钢绞线切割后锚具外控制3-125px,严禁采用电弧切割。

孔道压浆

为保证孔道压浆密实,本工程采取二次压浆工艺。

(1)压浆前使用高压水冲洗管道,并用不含油的高压风将孔道内吹干。

(2)压浆前对锚具及夹片周围用原子灰进行认真封堵,防止从夹片周围漏浆,影响孔道压浆密实度。

(3)本工程采用预应力专用孔道压浆料,水胶比028,采用高速搅拌机进行搅拌(转速不低于1000转/min),拌合时间不低于8分钟,浆体各项指标应符合以下规定:拌合后3h泌水率不大于2%、最终不大于3%,24h内浆体将所泌水全部吸干、稠度控制14s-18s(为保证孔道密实,实际控制在20-23s)。

(4)压浆采用活塞式压浆泵进行,压浆前所拌制浆体必须满足一个孔道的用浆量,确保压浆连续完成。压浆从低一端向高一端进行,压浆控制压力为05-07MPa,出浆口流出饱满浓浆后封闭出浆口阀门,保持不低于05MPa压力下稳压不少于5min后关闭进浆口阀门,进行下一孔道压浆。

(5)间隔30-45min后进行二次补压,确保孔内浆体密实。

⑹压浆完成后浆体强度达到80%前严禁震动或扰动梁体。

⑺浆体强度达到80%后采用无齿锯切除工作段钢绞线,锚具外预留长度3-125px。

⑻箱梁预应力孔道压浆时按每片梁留置不少于3组标准养护试件,用以检测浆体强度。

封锚

端梁封锚应在吊装前完成。封锚时,必须采用定型钢模板支设,并加强混凝土振捣。封锚时,严格控制梁板长度。端梁伸缩缝预埋钢筋位置、高度、角度要符合设计要求,保证伸缩缝与预埋钢筋良好连接;模板支设牢固、不变形、不跑模;否则,必须返工处理。

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