技有货｜预应力预制框架结构设计应用结构设计

1、技有货预应力预制框架结构设计及应用结构设计技有货预应力预制框架结构设计及应用结构设计7/7技有货预应力预制框架结构设计及应用结构设计技有货预应力预制框架结构设计及应用结构设计【纲领】宝业爱多邦项目商业配套房采纳预制预应力框架结构，其特色为跨度大，次梁少，以及多种新工艺和新资料的应用，所以对结构设计和深入设计提出了较高的要求。本文联合该项目的特色，对结构设计、深入设计和BIM技术应用作了详尽的论述。对设计中的若干重点问题，如结构分析、预应力梁柱节点、SP预应力空心楼板及连结等进行认识析。【重点词】预制框架结构，预应力混凝土，预应力空心楼板，BIM信息化平台项目大体本项目位于上海市青浦区赵巷新城青

2、湖东路南侧，北淀浦河路北侧，基地木安吉27938平方米，总建筑面积83000平方米，地上建筑面积57000平方米，容积率2.0。本建筑为配套商业建筑，结构形式为预应力框架结构，地上2层（层高4.5米），建筑总高度为11.0米，建筑面积1166平方米，建筑耐火等级二级，屋面防水等级级。图1.项目见效图结构设计本建筑为装配整体式预应力框架结构，标准布防（丙类）建筑，设计使用年限50年，抗震布防烈度7度，抗震等级二级，场所类别为类，安全等级为二级。基础采纳现浇混凝土结构，基础形式为独立桩基承台基础。-0.100顶板作为上部结构嵌固端，上部为预制框架结构，包含预制混凝土柱、预制叠合梁、SP预应力空心楼

3、板。楼梯为钢结构楼梯，外墙板采纳宝业大和新式外墙板。图2.结构平面部署图2.1结构整体计算分析预制框架结构的计算分析采纳等同现浇的设计方法，个别计算参数采纳与现浇结构略有差异1，可依据装置式混凝土结构技术规程（JGJ1-2014）采纳。本工程中梁刚度放大系数取1.0，弯矩调幅系数取0.85，次梁与主梁的采纳铰形式。楼板采纳预应力空心楼板（SP板），依据单向板设计，依据放置方向采纳单导游荷传力方式。在进行周期、位移等指标计算时采纳刚性楼板假设，在计算内力及配筋等指标时不采纳刚性楼板假设。不考虑外墙板对侧向刚度的影响，仅计算外墙板荷载作用。整体内力计算分析时考虑了楼梯的作用。本工程结构系统计算分析

4、采纳SETWE结构空间有限元分析软件。结构前三周期分别为0.604s、0.602s、0.537s，结构周期比为0.889；结构X最大层间位移角为1/956，Y向最大层间位移角为1/737；规定水平力作用下X向的最大位移比为1.01，Y向的最大位移比为1.06。结构系统计算分析均知足现行各结构设计规范的要求。2.2预制框架柱考虑结构抗震等级较高、层高高、梁跨度大、梁柱截面配筋较大，为实现梁柱接头节点钢筋交错排布，减少预制构件种类，柱截面一致取600mm800mm。图3框架柱配筋图柱筋集中配置，当间距不知足结构要求时，增添结构钢筋。柱子配筋截面形式分两种,形式1为，形式2为；此中为结构配筋，不伸入

5、节点地区。柱箍筋为，柱箍筋全高加密。如图3截面形式1用于角柱，截面形式2用于边柱。2.3预制叠合梁叠合主梁分跨度和作用不同样，主要采纳以下两种截面：X向为边框梁，计算中不承受楼板荷载，截面形式为400mm700mm（图4梁截面1），Y向为主框架预应力梁，主要承受楼板荷载，截面为400mm750mm，加结构牛腿（图4梁截面2），不考虑牛腿对叠合梁整体刚度的加强作用，但预制部分在暂时工况下可依据T型截面考虑。因为新式外墙板要求，边跨的Y向主梁牛腿高度需要加大（图4截面2a）。考虑到预应力对梁的影响，假如采纳左右不对称的梁截面，梁可能产一世面外的曲折，所以边跨主梁也采纳双牛腿对称部署。图4框架梁截面

6、图叠合主梁的现浇部分高度取楼板厚度200mm。考虑到SP板放置端需设置20mm厚的垫层，（图4截面2）和（图4截面2a）将现浇层增添到220mm。叠合梁端部设抗剪槽，作粗拙面办理。截面1抗剪槽尺寸为21026040mm（长宽深），（图4截面2）和（图4截面2a）抗剪槽尺寸为28526040mm（长宽深）。因为X向边框梁不承受楼板荷载，梁受扭问题不显然，可由混凝土独自担当，所以腰筋和结构筋可不伸入节点区。箍筋采纳组合关闭箍。2.4预制叠合次梁楼梯地点处，二层楼需要开洞，所以设置次梁作为楼板封边梁，次梁为预制叠合次梁，不承受楼面荷载。截面尺寸为300mm550mm，此中预制层高350mm，现浇叠合

7、层高200mm。次梁两头铰接，上层筋穿过主梁，抗剪承载力由钢牛腿担当。次梁端面不设抗剪槽，仅做粗拙面办理。图5.主次梁节点2.5预应力空心楼板（SP板）为实现楼层大空间，减小主次梁数目，本工程楼板及屋面板采用SP预应力空心板。SP空心板依据单向板设计，板端依据铰接节点设计，板端设拉锚钢筋，板面设60mm厚后浇叠合层。板跨o=8m，支承长度a=55mm，赞成挠度a=o/200；荷载依据楼面荷载标准值采纳2。图6.SP板节点图二层楼板均布荷载标准值：3+4.5=7.5kN/m2，实质跨度为8m，依据图集（参照文件2）采纳的SP板型号为SP20A8410。8.4m跨度板的赞成均布荷载标准值（不包含板

8、自重及灌缝重）为7.5kN/m，考虑跨度减小的有益要素，均布荷载知足承载力要求。屋面楼板均布荷载标准值：4.37+0.5=4.87kN/m2，知足承载力要求。为加强楼板整体性，为SP楼板增添了60mm厚后浇叠合层，叠合层按结构配筋。2.6预应力结构设计本工程跨度达13米，采纳预应力混凝土梁能够降低梁高，减少资料，增大建筑净高，更有益于建筑功能的实现。预应力混凝土结构预应力混凝土结构是指在构件受荷载从前开初对混凝土受拉区施加压应力，来抵消或减小受拉区的拉应力，是构件不受或收到较小的拉应力的结构3。预应力混凝土可有效地提升构件的刚度和抗裂能力，以实现节约资料、减少结构自重等见效。依据施工工艺，预应

9、力混凝土工程可分为先张法预应力和后张法预应力。先张法预应力的施工次序以下：a.张拉预应力筋（除去应力钢丝、钢绞线等）；b.浇筑混凝土和构件保养；c.放松或切断预应力钢筋。后张法预应力的施工次序以下：a.安装预应力涟漪管；b.构件浇筑混凝土；c.穿预应力筋；d.张拉预应力；e.灌浆、锚头办理。依据预应力筋与混凝土的粘结方式，可分为有粘结预应力，无粘结预应力缓和粘结预应力。有粘结预应力经过钢绞线和混凝土之间的握裹力将预应力传达给混凝土，预应力钢绞线与相邻的混凝土拥有同样的变形。无粘结预应力钢绞线和混凝土之间能够发生相对滑移，预应力经过锚具传达在混凝土两头。钢绞线和混凝土之间的变形未必协调，一般状况

10、下，当混凝土出现裂痕后，裂痕较宽且散布较为集中，构件的非线性特色显然3。缓粘结预应力是近期流行的工艺，兼拥有粘结和无粘结预应力的特色。预应力梁设计本工程采纳后张有粘结预应力混凝土，主假如从以下角度考虑：a.后张法可采纳曲线预应力筋，线型选择多样且更为切协力学原理；b.先张法需要专用台座和张拉设施，一次性投入大；后张法采纳千斤顶现场张拉，施工更灵巧；c.先张法将预应力钢筋直接浇筑在混凝土中，依靠预应力筋与混凝土粘结力共同工作；今后张无粘结预应力完满靠端头锚具来传达预应力，假如预应力锚头损坏，则预应力无效；后张有粘结预应力的传达由端头锚具和粘结剂双重保障，靠谱性高；预应力筋采纳标准强度fptk18

11、60N/mm2，弹性模量Ey1.95105MPa的高强低废弛有粘结钢绞线，其性能知足预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-2014）的规定，经计算选定直径钢绞线。锚具采纳YM15系列夹片式锚具和挤压锚，包含锚垫板、螺旋筋、锚环、夹片和挤压套，锚具质量应符合国标钢筋混凝土工程施工质量查收规范（GB502042015）相关规定的要求。参照文件1卢家森,吴金虎,郑振鹏.庙三110kV变电站预制混凝土框架结构设计J.建筑结构.2014，44（13）：24-28.2建筑标准设计图集05SG-408.SP预应力空心板S.中国建筑标准研究院.3苏健.有粘结与无粘结预应力砼梁力学性能比较研究D.大连海事大学,2012.4JGJ12014装置式混凝土结构技术规程S.北京：中国建筑工业第一版社，2014.5赵勇,王晓峰.预制混凝土构件吊装方式与施工验算J.住所产业.2013(03)Z1期.6GB500102010混凝土结构设计规范S.北京：中国建筑工业第一版社，2010.7上海建筑产品公司