深圳华为电气厂房预应力工程的设计与施工

一、工程概况

深圳华为电气厂房为3层预应力框架结构，建筑面积57000m2，平面尺寸128×144m，标准柱网16×12m，连续跨8×12跨。结构平面内不设温度伸缩缝，仅在施工时设置四条相互垂直的2米宽膨胀带。框架梁采用有粘结预应力16m跨截面尺寸为800×900mm，12m跨截面尺寸550×850mm，最大高跨比接近1/18。次梁为非预应力井字梁，网格尺寸4×4m。梁板结构采用C40微膨胀混凝土。为保证结构抗裂计算，16m跨框架梁支座均作200mm加腋。该工程由深圳华为电气股份有限公司投资兴建，香港王董国际有限公司设计，香港金门建筑(中国)公司总包施工，中国华西企业新技术工程公司承担预应力设计和施工。主体工程从1999年10月开工，至2000年1月封顶，工期4个月。

二、设计简况

1、  荷载情况：厂房活载为7.5KN/m2， 二层内庭花园部分由于覆土荷载，活载增加17.5KN/m2。

2、二层结构平面及四条膨胀带设置如图1。

3、结构框架梁按部分预应力设计，设计技术指标如下：

(1)承载力控制——抗震等级三级，预应力度λ≤0.7。(2)抗裂度控制——抗裂度Ⅲ级，裂缝允许宽度［W］≤0.1mm。

4、结构整体分析及内力计算。采用TBSA5.0和PKPM-SATWE两种程序对框架结构进行整体分析。由于SATWE程序可以考虑活载不利组合，计算结果符合本工程实际情况，其内力作为本工程设计的依据。

5、预应力计算。采用中国建筑科学研究院的UP和PFA两专业程序分别对构件进行预应力配筋计算，同时根据89《混凝土结构设计规范》手算复核框架梁裂缝宽度。

三、施工过程(本工程有以下两个要解决的施工关键)

1、预应力筋分三段搭接张拉。由于框架梁两个方向连续跨度分别达128m和144m，预应力筋通长张拉摩损失太大，预应力难以有效建立。工程中采用每个方向预应力筋在结构平面内分三段进行搭接。平面分段后，预应力筋在16m跨方向最大延续3跨，12m跨方向最大延续4跨，加上搭接长度一般每段不超过60m。采用两端张拉每段预应力筋最大损失一般不超过30%。

预应力筋搭接位置将梁侧1m宽范围内楼板沿预应力筋搭接方向加厚至400mm，预应力筋在过柱后，由梁侧穿入板内伸入与框架梁垂直的次梁上锚固。为保证预应力筋的张拉，搭接锚固端在楼板上设置后浇张拉洞。采用该种方案，预应力筋一般可以在每侧锚固两束，以保证节点构造的合理，同时避免预应力筋侧向弯曲太陡导至损失过大。预应力筋在梁侧的搭接应保证框架梁受力的平衡和对称。

当梁中配置5束钢绞线时，中间一束从梁面伸出采用变角张拉技术进行张拉。为完成钢绞线变角张拉，梁面上需留置张拉槽，张拉槽尺寸为200×600×250mm。在张拉槽位置与非预应力钢筋相冲突时，制作变形钢筋以保证钢筋的通长连续。张拉槽位置设在受压区距支座5400mm处。

由于结构是一个整体，采用搭接张拉必须考虑张拉工作在结构一个方向的连续性，即预应力的施加应有梯度的逐步施加。

2、内庭花园预应力的分批张拉。二层内庭花园部分活载达17.5KN/mm2，且主要覆土荷载需在结构防水施工完毕后方可施加，故对预应力张拉的时间造成影响。为保证施工进度，加快材料周转，同时控制结构在施工阶段的反拱，预应力采用分批张拉。预应力张拉程序如下：混凝土达到张拉强度后张拉60%，以保证拆模；覆土50%后张拉剩下预应力筋；施加剩余覆土荷载。经观察，结构在各施工阶段反拱及挠度均正常。                                                                                                (王晓波  米 健  黎万策)