成铁工程文化活动楼预应力技术的设计研究

成铁工程文化活动楼预应力技术的设计研究 来源：考试大2010年1月15日【考试大：中国最给力的教育考试网站】
A区主体结构型式为纵向框架、横向板柱结构，后张高效预应力混凝土楼屋盖，预应力筋采用无粘结筋。L～7层楼面设预应力纵向框架扁梁，每跨跨度为7m，断面尺寸为1200mm×400mm、800mm×400mm、600mm×400mm三种，楼面板为无粘结预应力板，厚度为230mm，板跨度分别为5.1、9.3、7.2m，屋面为无粘结预应力正交网格梁，柱网为21.6m×2lm，梁断面为300mm×1100mm，网格尺寸为2.33m×2.40mm，屋面板为普通钢筋混凝土板，板厚为80mm.
1.1初设阶段由于建设方要求建筑总高度不超过24m及楼层总数不少于7层，若采用普通混凝土结构，跨度为9.3m的框架梁断面高度需900mm左右，3至6层层高为3.3m的无隔墙大间空仅为3.3－0.9＝2.4m，房间净空很低，效果很差，7层大会议室更无法使用，建筑方案不能实施。预应力结构由于能有效地降低结构构件截面高度，增加室内净空，起到在净空不变的情况下降低层高的作用。经多方案比选论证，最后决定采用高效预应力混凝土结构。
3.2.1预应力结构的选择目前普遍采用的预应力结构有无梁楼盖和有梁楼盖两种。无梁楼盖有其顶棚平整、降低层高、易于布设管道等优点，但由于该工程跨度分别为5.1m、9.3m、7.2m，跨度变化较大，楼板与框架柱节点处的较大弯矩使得楼板的抗冲切较难满足。若为了满足楼板的抗冲切要求，需在柱顶加板托，这样在柱顶局部范围出现一个“墩子”，影响不准备设吊顶的客房美观。因此，决定采用有梁楼盖。
1.2.3该结构方案优点
②荷载传力路线为：楼板一纵向预应力框架梁一框架柱一基础，结构受力明确，无多余的传力过程。
2框架结构计算www.Ｅxamda.CoM考试就到考试大
健身、棋牌活动室：2，档案室：3不上人屋面：0.7，上人屋面：1.5客房、办公室、大会议室：2⑤梁、板裂缝控制等级为二级⑥结构内力计算方法：采用PKPM程序进行计算
2.3结构内力分析结果荷载作用下弯矩包络图，预应力等效荷载综合弯矩图。
2.4.1混凝土受拉区容许拉应力荷载短期效应组合0.6γtk＝2580kN／㎡，荷载长期效应组合0.25γtk＝1070kN／㎡
2.4.3跨中截面抗裂度Npe＝1584kN，Mp＝179.6kN—m，Ms＝265.3kN—m，σsc＝92＜2580kN／㎡M1＝234.4kN—m，σ1c＝—718kN／㎡（受压）
2.5.1无粘筋应力设计值hp＝400—60＝340mm配筋指标βo＝（Ap6pe十Asy）／（cmbhp）
2.5.2支座截面强度验算次弯矩Mc＝96.2kN—m，设计弯矩M‘＝M—Mc＝544.8kN—m，χ＝（Apбp十As？y—As？y）／（b？㎝）＝69mm，承载力Mu＝85l＞M’＝544.8kN—m，开裂弯矩Mcr＝Mp十（Npe／A十γ？tk）W＝600KN—m＜mu＝85lkN—m（可）
3楼面板设计
3.1计算简图及预应力筋布置
3.2板内力分析结果
3.3板正截面抗裂度验算www.Ｅxamda.CoM考试就到考试大
3.3.2截面抗裂度Ap＝1871mm2，Npe＝1686kN，M活＝54.1kN—m’预应力综合弯矩与恒载弯矩相互抵消，则бsc＝My／I－Npe／A＝—342kN／㎡（受压），б1c＝0.4My／I—Npe／A＝—1393kN／㎡（受压）
3.4.1无粘结筋应力设计值
3.4.2支座截面强度验算Mc＝35.9kN—m，M‘＝254.9kN—m，χ＝35mmMn＝484＞M’＝254.9，Mcr＝376＜Mu＝484（可）
3.5正截面强度验算（有地震组合）
3.5.2中支座M’＝236Kn－m 无地震组合的M‘＝254.9）
4结语www.Ｅxamda.CoM考试就到考试大
根据目前的国内设计规范，无粘结预应力混凝土结构一般按二级抗裂度控制。预应力度偏高，有时反向应力较高往往不利于早期裂缝控制，也不利于抗震耗能。如果为了降低预应力度而增加普通钢筋，则总用钢量增大，总体上看不经济，表明大多情况下楼盖结构按二级抗裂度设计偏严。建议适当放宽混凝土受拉允许应力，例如：拉应力限制系数бcts由0.6放宽为0.8～1.0，αctl由0.25放宽为0.4～0.5.这方面还有待进一步研究。
本工程于1998年上半年完成设计，1999年底竣工。实践证明这种结构具有节约钢材、减轻自重、改善建筑使用功能和结构受力性能、增大室内空间、提高容积率、综合经济效果好等优点，值得大力推广。可以相信，21世纪的预应力技术将更加普及和全面发展！
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