1. 工程概况

　　本工程为盐城外国语学校新建综合楼，建造地点为盐城外国语学校校园内。

　　混凝土结构的安全等级为二级,设计使用年限50年。

图1.1 盐城外国语学校新建综合楼

　　本工程设计单位为：盐城市建筑设计研究院有限公司，预应力部分的验算及施工单位为：江苏开来预应力工程有限公司。此次验算的节点位于工程结构图纸中2轴线与C~F轴线相交处的桁架上，此桁架有三跨，每跨跨度均为7.8m，地上三层，层高由下往上依次为5.35m，4.8m，4.25m。

　　2. 验算节点处情况

　　2.1验算目的

　　众所周知，在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉构件中的钢筋施加预压应力，能有效提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间,增加构件的耐久性，节省大量材料和费用，所以本工程方案中考虑增加预应力筋。

　　由于配置了折线型预应力筋，如图2.1.1，在折线拐角处势必会出现一个预拉力的合力，该合力数值较大，会否对节点区域造成局部承压破坏，是本次验算的重要目的。

图2.1.1节点A周围构件受力情况假设

　　2.2 选取节点

　　本次验算的节点所在桁架立面图如图2.2.1，图中标示的节点A即为此次验算节点。

图2.2.1验算节点所在桁架截面图

　　注：图2.2.1仅表示需要附加的预应力筋信息，图中预应力形式为有粘结型，固定端锚具选用挤压锚具，张拉端选用夹片锚具。

　　2.3节点A周围构件概况

　　节点A周围的构件尺寸如图2.3.1，表2.3.1

图2.3.1节点A周围构件情况

表2.3.1 节点A周围构件尺寸

　　3. 验算思路、所遇问题及解决方案

　　3.1思路及过程

　　本次验算主要借助SAFE软件实现，在SAFE软件中建立模型，运行计算，得出结果。

　　为方便建模在同一平面，节点A所在的直立桁架在建模过程中令其“平躺”，所涉及到的梁、柱等构件在SAFE中均以壳体模型形式建立。

　　3.1.1构件建立

　　1).在CAD中绘制节点A所在桁架的DXF图纸，如图3.1.1.1

图3.1.1.1整体桁架DXF图形

　　2).将DXF文件导入SAFE软件，col图层导入按线导入，各种构件所在的slab图层按轴网导入，单位设为mm，如图3.1.1.2

图3.1.1.2 导入DXF文件

　　3).定义材料，混凝土采用C40，普通钢筋采用HRB400，如图3.1.1.3

图3.1.1.3 材料定义

　　4).定义构件:由于将模型平放，所以所设置的构件厚度参考构件尺寸设置，如:KL2尺寸为550×750，设置厚度为550，所有构件设置如图3.1.1.4

图3.1.1.4 构件定义

　　5).指定构件、预应力筋，如图3.1.1.5

图3.1.1.5 指定构件、预应力筋

　　3.1.2 荷载加载

　　在本模型中，除预应力筋产生的预应力，不考虑任何外部荷载，所有荷载均定义为0，如图3.1.2.1

图3.1.2.1 定义荷载

　　3.1.3指定预应力筋荷载

　　1).选定所有预应力钢筋并指定张拉应力为1395N/mm2，如图3.1.3.1

图3.1.3.1 指定预应力筋荷载

　　2).大网格运算，生成PT-FINAL-HP工况

　　3.2遇到的问题及解决方案

　　1)问题1 ：在现实情况下，桁架下部是作为固定支座存在的，但在建立本模型时，“平躺”的模型如何实现将现实中的固定支座处也固定起来?

　　解决方案：如图3.2.1所示，定义一个弹性点，并将其移动及转动共六个方向的点弹性系数设置为极大值，以便模拟固定支座的情况。

图3.2.1 定义弹性点

　　在模型上的固定支座所处在位置指定有此系数的两弹性点，模拟固定支座的情况，如图3.2.2所示

图3.2.2 指定两点

　　2).问题2：本次只需要验算预应力的影响，不考虑别的荷载产生的影响，怎样排除干扰荷载因素?

　　解决方案：将除了预应力之外的其余所有荷载值均定义为0。

　　4. 运行结果与分析

　　4.1 运行结果

　　1)顶面S11组合受力情况如图4.1.1

图4.1.1顶面S11结果

　　2)顶面S22组合受力情况如图4.1.2

图4.1.2 顶面S22结果

　　3)底面S11组合受力情况如图4.1.3

图4.1.3 底面S11结果

　　4)底面S22组合受力情况如图4.1.4

图4.1.4 底面S22结果

　　4.2 结果分析

　　节点A周围构件中，构件1-5基本受压，构件6局部受拉，拉应力最大处达到约2500KN/m2如图4.2.1、4.2.2所示

图4.2.1 局部受拉处

图4.2.2 杆件6拉应力最大处

　　5. 结论

　　1、有限元分析结果表明，预应力筋弯折处，并未产生很大的拉应力，压应力也在可控范围之内，并未出现担心的局部承压破坏问题。综其原因，预应力局部承压，是由于端部局部压力在传递过程中会产生较大的劈裂拉应力，该拉应力如果不用配筋加强，会产生混凝土的局部破坏。但是在中间节点处，该拉应力与预应力的压应力相叠加，所以最终并未出现很大的拉应力。事实上，在预应力工况下，节点区域均处于压应力状态。

　　2、对于构件6局部受拉处可以额外配筋增强抗拉能力，弯折处可以加配箍筋进行局部加强，具体仍需设计方进行计算考量。