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、 . 我们打败了敌人。 我们把敌人打败了。成铁工程文化活动楼预应力技术的设计研究摘 要 通过工程实例，系统阐述了无粘结预应力混凝土结构设计中的若干技术 问题 。结果表明这种设计 经济 合理、综合效果显著。可供类似工程设计 参考 。关键词 结构设计；预应力混凝土；无粘结预应力DESGN AND STUDY 0F PRESTRESSED CONCRETE TECHNOLOGYFOR CHENGDU RAILwAY CONSTRUCTION CULTUREAND ENTERTANMENT BUILDINGAbstract To provide a design method for similar projects，a systematic exposition of some technological problems for unbonded prestressed concrete structure is made through a practical project design Theresults show that this design is reasonable and remarkable in comprehensive economical benefitKey wordb Structural design；Prestressed concrete；Unbonded prestressing1 工程概况本工程位于成都市西北桥成都铁路局工程总公司办公楼的侧面。主体建筑A区平面尺寸分别：308m252m，柱网开间为7m，跨度分别为51、93、72m 。建筑总高度地上237m，地上7层，1、2层为客房，3、4层为办公用房，5层为健身、棋牌活动用房，6层为档案室，7层为大会议室，地下室用于停放自行车。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。L7层楼面设预应力纵向框架扁梁，每跨跨度为7m，断面尺寸为1200mm400mm、800mm400mm、600mm400mm三种，楼面板为无粘结预应力板，厚度为230mm，板跨度分别为51、93、72m，屋面为无粘结预应力正交网格梁，柱网为216m2lm，梁断面为300mm1100mm，网格尺寸为233m240mm，屋面板为普通钢筋混凝土板，板厚为80mm。3 结构方案的 研究 31 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93m的框架梁断面高度需900mm左右，3至6层层高为33m的无隔墙大间空仅为330924m，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。32 施设阶段321 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51m、93m、72m，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。322 楼盖预应力框架梁的设置 由于客房管道井的影响，不能在横向设预应力框架扁梁，因此该工程仅纵向设预应力框架扁梁，跨度为7m，51m、93m、72m跨度的板将荷载直接传给纵向预应力框架扁梁，横向的风、地震等水平荷载在楼板内引起的内力，主要由配置在柱上预应力板带内的普通钢筋承受。323 该结构方案优点 由于采用了预应力结构，降低了结构的断面高度，在保证室内净空的条件下，有效地降低楼层高度，同样总建筑高度下比采用普通混凝土结构多修了一层(采用普通混凝土结构由于净空原因只能修六层)，为建设方多争取了一层的建筑面积，取得了很好的效益。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。由于仅纵向设预应力框架梁，给暖通、给排水、电力管道(线)布置提供了有利条件，减少了暖通、给排水、电力专业的设计难度。4 框架结构 计算 41 基本参数抗震设防7度，抗震等级三级场地土类别：二类场地土混凝土：40楼、屋面活荷载标准值(kN) 健身、棋牌活动室：2， 档案室： 3不上人屋面：07， 上人屋面：15 客房、办公室、大会议室：2梁、板裂缝控制等级为二级结构内力计算 方法 ：采用PKPM程序进行计算42 框架梁参数梁设计以D轴六层框架为例，梁内布置14根d15mm无粘预应力钢绞线(?ptk1570Nm)，支座及跨中均布置822普通钢筋。无粘结筋张拉控制应力con0715701100Nm，扣除全部损失后预应力筋的有效应力pe814Nm。扁梁截面1200400，翼缘板宽取2300，截面积A0733，惯性矩T000871m4，形心位置 y1017lm，y20229m 。43 结构内力 分析 结果荷载作用下弯矩包络图(见图1)，预应力等效荷载综合弯矩图(见图2)。44 框架梁正截面抗裂度验算441 混凝土受拉区容许拉应力荷载短期效应组合06? tk 2580kN，荷载长期效应组合025? tk1070kN442 支座截面抗裂度Npe1584kN，预应力综合弯矩Mp272kNm 荷载短期效应组合弯矩Ms4975kNm，sc(MsMp)y1INpeA22662580kN 荷载长期效应组合弯矩M14398kNm，1c(M1一Mp)y1NpeAl133kN(相对误差为(11331070)107059，可)443 跨中截面抗裂度Npe1584kN，Mp1796kNm，Ms2653kNm，sc922580kNM12344kNm，1c718kN(受压)45 框架梁正截面强度验算451无粘筋应力设计值hp40060340mm配筋指标o(Ap6pe十A s?y)(?cmbh p) 0288045应力设计值6ppe十(500770o)12 910Nm452 支座截面强度验算次弯矩Mc962kNm，设计弯矩MMMc5448kNm，(A pp十A s?yA s?y)(b?)69mm，承载力Mu85lM5448kNm，开裂弯矩 McrMp十(NpeA十?tk)W600KNmmu85lkNm(可)453 跨中裁面强度验算Mc88kNm，M411。5kNm，4lmm，Mu851M4115，Mcr425Mu85l(可)5楼面板设计楼板设计以五层楼面为例，板厚h230mm，预应力筋采用7?5平行钢丝束(?ptk1570Nm)，间距为260mm，6con0715701100Nm，扣除全部损失后有效应力6pe901Nm。普通钢筋(二级钢)板底通长12200板面支座负筋12150。51 计算简图及预应力筋布置(见图3)(a)板竖向荷载计算简图，kPa；(b)板恒载弯矩图，kNm； ?扳活载弯矩包络图，kNm；(d)板预应力筋布置；(e)综合弯矩图，kNm；(f)板活载弯矩包络固，kNm板截面参数：A0805m2，000355m452 板内力分析结果(见图3)为方便内力组合及配筋计算，在对楼面恒活载内力分析时，板计算宽度取35m，与地震荷载内力分析时等宽度。53 板正截面抗裂度验算531 混凝土受拉区容许应力同梁532 截面抗裂度Ap1871mm2，Npe1686kN，M活541kNm预应力综合弯矩与恒载弯矩相互抵消，则 scMyINpeA342kN(受压)，1c04MyNpeA1393kN(受压)54 正截面强度验算(无地震组台)541 无粘结筋应力设计值(见表1)平均6p(pl十p2十p3十p4)5958Nmm2542 支座截面强度验算Mc359kNm，M2549kNm，35mmMn484M2549，Mcr376Mu484(可)543 跨中截面强度验算(见表2)55 正截面强度验算(有地震组合)551 边支座124mm，Mu125M71。8kNm552 中支座M236Knm 承载力验算不起控制作用。6 结语61 预应力度与抗裂度根据 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