大跨度預應力混凝土樓蓋主梁結構分析

摘 要:根據實際工程的需要,採用有限單元法對結構的優選方案進行了 計算 分析,給出了各工況下結構上的應力和位移分布 規律 ,分析結果表明,採用大跨度預應力混凝土樓蓋主梁結構是 經濟 合理的,能夠滿足工程要求。
　　關鍵詞:預應力;主梁;有限元法;後張法
　　
　　1引言
　　
　　隨著我國建築業的迅速 發展 ,大跨度的預應力鋼筋混凝土框架結構得到了廣泛的應用。如何對預應力鋼筋混凝土結構進行準確的受力分析?並為結構設計提供堅實的理論依據。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]。
　　
　　2結構方案的確定
　　
　　2.1建築方案
　　某單位四層附屬綜合辦公樓工程,作為會議和辦公設施。其中位於辦公樓四層的會議室建築面積518.7m2,平面長27.3m,寬19m,能容納260～300餘人。考慮到會議室的功能要求,應採用跨度為19m的大跨度框架梁樓蓋結構。對於大跨度框架梁樓蓋結構的選擇,可以考慮型鋼混凝土組合結構、鋼筋混凝土桁架結構、預應力鋼筋混凝土結構、普通鋼筋混凝土密肋梁板結構等。
　　但在方案比選中考慮到:①業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,不能採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構。②若採用普通鋼筋混凝土密肋梁板結構,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部上空的凈高和美觀要求。③如果採用型鋼混凝土組合結構,屋面樓蓋採用壓型鋼板混凝土組合樓板,那麼在結構原理上,是比較合理的。但與採用預應力鋼筋混凝土結構相比,鋼材的使用量比較大,建築成本較高[2]。綜合以上的分析,框架主梁採用後張法有粘結預應力結構,框架主梁的截面為400mm×1200mm,次梁的截面為300mm×600mm,樓板厚度為100mm,柱子採用普通鋼筋混凝土結構,截面700mm×700mm,具體的結構布置及計算模型見圖1。主、次梁、柱結點處混凝土強度等級採用C40,柱的混凝土強度等級採用C30。
　　2.2構造要求
　　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,一端張拉,張拉端分別設在梁的兩端。預應力筋的孔道採用預埋Φ70波紋管來實現,預應力筋在梁內按束布置,錨具採用OVM 錨具系列。張拉並灌漿完畢後,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樑柱結點並準確定位,柱縱筋布置成雙排,在滿足規範要求的前提下,增大縱筋的間距[3]。