大跨度預應力混凝土樓蓋主梁結(jié)構(gòu)

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1、大跨度預應力混凝土樓蓋主梁結(jié)構(gòu)　　隨著我國建筑業(yè)的迅速發(fā)展，大跨度的預應力鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應用。如何對預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行準確的受力分析·并為結(jié)構(gòu)設計提供堅實的理論依據(jù)。各國學者進行了深入的研究，有限單元法的誕生，為解決這一問題提供了一條有效的途徑[1]?！　〗ㄖ桨浮　∧硢挝凰膶痈綄倬C合辦公樓工程，作為會議和辦公設施。其中位于辦公樓四層的會議室建筑面積㎡，平面長，寬19m，能容納260～300余人?？紤]到會議室的功能要求，應采用跨度為19m的大跨度框架梁樓蓋結(jié)構(gòu)。對于大跨度框架梁樓蓋結(jié)構(gòu)的選擇

2、，可以考慮型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土桁架結(jié)構(gòu)、預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、普通鋼筋混凝土密肋梁板結(jié)構(gòu)等。　　但在方案比選中考慮到：①業(yè)主要求綜合樓的屋面可作為職工休息時間的活動場所，因此，不能采用較大的坡度的屋面形式。而且對受力主梁的撓度變形要求比較高，在這種情況下，就不能選用鋼筋混凝土桁架結(jié)構(gòu)。②若采用普通鋼筋混凝土密肋梁板結(jié)構(gòu)，跨度為19m，為滿足撓度及裂縫寬度限值的要求，梁將具有很大的橫截面高度，這就很難滿足會議室內(nèi)部上空的凈高和美觀要求。③如果采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，屋面樓蓋采用壓型鋼板混凝土組合樓板，那么

3、在結(jié)構(gòu)原理上，是比較合理的。但與采用預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼材的使用量比較大，建筑成本較高[2].綜合以上的分析，框架主梁采用后張法有粘結(jié)預應力結(jié)構(gòu)，框架主梁的截面為400mm×1200mm，次梁的截面為300mm×600mm，樓板厚度為100mm，柱子采用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，截面700mm×700mm，具體的結(jié)構(gòu)布置及計算模型主、次梁、柱結(jié)點處混凝土強度等級采用C40，柱的混凝土強度等級采用C30。　　構(gòu)造要求　　框架主梁支座及跨中非預應力筋均采HRB335級，直徑為25mm，通長設置。預應力筋按雙束設置，

4、一端張拉，張拉端分別設在梁的兩端。預應力筋的孔道采用預埋Φ70波紋管來實現(xiàn)，預應力筋在梁內(nèi)按束布置，錨具采用OVM錨具系列。張拉并灌漿完畢后，用C30混凝土進行封閉保護。為保證預應力筋的孔道可以順利通過梁柱結(jié)點并準確定位，柱縱筋布置成雙排，在滿足規(guī)范要求的前提下，增大縱筋的間距[3]。　　單元選擇　　在對大跨度有粘結(jié)預應力混凝土樓蓋主梁結(jié)構(gòu)進行分析時，混凝土主梁、次梁、柱和樓面板采用8結(jié)點的等參塊單元來模擬，預應力鋼筋采用2結(jié)點的桿單元來模擬，由于模擬有粘結(jié)預應力鋼筋，要求桿單元的結(jié)點位移同塊單元結(jié)點位移協(xié)調(diào)，即

5、兩種單元共用結(jié)點?！　『奢d與工況　　作用在樓蓋上的荷載包括自重，人群荷載取/㎡，地震作用。由于建筑的設計使用年限為50年，建筑結(jié)構(gòu)的安全等級為二級，抗震設防烈度為7度，設計地震分組為第一組，抗震等級為三級，采用擬靜力法計算，設計基本地震加速度為本設計和計算考慮如下3種工況：工況1，自重+預應力；工況2，自重+預應力+人群荷載；工況3，自重+預應力+人群荷載+地震作用。　　預應力損失計算　　主梁預應力筋采用低松弛高強度鋼絞線，每束鋼絞線為6×7Φ15.強度標準值fptk=1860MPa，張拉控制應力σcon=fpt

6、k=1395MPa.主梁兩束預應力鋼筋采用一端張拉，其預應力損失分為兩批，主梁各位置處預應力損失計算結(jié)果參見表1.　　應力分析　　通過對該預應力混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)的分析，得到了各工況下結(jié)構(gòu)第四層主梁、次梁和樓板上的應力分布情況，其最大拉應力、最大壓應力、最大剪應力值及所出現(xiàn)的位置如表2所示。　　從表2可以看出，結(jié)構(gòu)的最大拉應力出現(xiàn)在主梁上，雖然最大值達到了，但這只是出現(xiàn)在主梁下邊緣非常小的局部范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)主要部分的拉應力都在材料允許范圍內(nèi)。其最大壓應力出現(xiàn)在主梁或次梁上，混凝土的抗壓強度能夠滿足要求。并且，計算結(jié)果表

7、明，地震作用對預應力混凝土樓蓋主梁結(jié)構(gòu)影響不大，而人群荷載對結(jié)構(gòu)影響較大?！　∽冃畏治觥　「鞴r下結(jié)構(gòu)第四層的最大位移參見表3.從表3可以看出，當預應力施加后，主梁出現(xiàn)了明顯的反拱，反拱位移采用預應力鋼筋混凝土主梁后，結(jié)構(gòu)的撓度值很小，最大撓度出現(xiàn)在工況3下，為而《規(guī)范》規(guī)定[3]，計算跨度l0>9m時，其撓度限值為l0/300=實際撓度遠遠小于規(guī)定的撓度限值，能夠滿足工程需要?！　【C上所述，通過結(jié)構(gòu)分析，該綜合辦公樓采用大跨度后張法有粘結(jié)預應力混凝土樓蓋主梁結(jié)構(gòu)是科學合理的，這不僅滿足了會議室兼小禮堂的大空間要

8、求，同時又符合結(jié)構(gòu)設計經(jīng)濟實用的原則。文中所采用的分析方法為大跨度預應力混凝土樓蓋主梁結(jié)構(gòu)的設計提供了可靠的理論基礎?！　≡摴こ逃珊鲜〉谖骞こ坦境薪?，工程于XX年5月已竣工驗收，目前使用效果良好，業(yè)主比較滿意。　　[1]江見鯨，陸新征，葉列平?；炷两Y(jié)構(gòu)有限元分析[M].北京：清華大學出版社，XX?！　2]過鎮(zhèn)海，時旭東。鋼筋混凝土原理和分析[M].北京：清華大學出