大跨度预应力混凝土刚架索梁设计.pdf
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1、远芳等: 大跨度预应力混凝土刚架索粱设计 1 0 1 大跨度预应 力混凝土刚架 索梁设计 远芳 , 王国兴 ( 哈尔滨工业大学建筑设计研究院。 哈尔滨1 5 0 0 9 0 ) 【 摘要】 预应力混凝土刚架索梁是由预应力技术、 格构式混凝土梁结合而成的一种新型结构体系, 它可以 满足现代建筑的大空间使用功能要求。本文针对实际结构工程, 利用 S A P 2 0 0 0 V 1 5 进行了内力计算, 并根据现行 规范进行了概念设计 , 提出了实用设计方法供类似工程参考。 【 关键词】 预应力混凝土刚架索梁; 大跨度; 实用设计方法 【 中图分类号】 T U 3 7 8 【 文献标识码】 B 【
2、文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 【 2 0 1 4 ) 0 6 0 1 0 1 0 2 预应力混凝土刚架索梁是一种新型预应力 混凝 土梁( 以下简称索梁) ( 图 1 ) , 是预应力索梁和钢 筋混凝土空腹刚架两种结构形式的有机结合 , 该体系 受力合理、 自重轻、 节省材料, 同时继承了钢筋混凝土 结构耐火性能好的优点。在较大跨度和中小跨度 的 钢筋混凝土楼盖体系中采用预应力混凝土刚架索梁 可显著减少材料用量、 减轻结构 自重、 降低结构层高、 符合绿色低碳建筑的基本要求。该梁呈格构式, 主要 由顶梁、 索梁、 底梁 以及多个梁问协调立柱相互连接 在一起形成, 在顶梁和底梁之间
3、自然形成多个大小不 等的孔洞。其中, 顶梁和底梁水平设置, 梁间协调立 柱竖直布置在顶梁和底梁之间, 索梁呈抛物线形布置, J| d 趟 - I - I I | _ - - I - VV , 、 、 , 八 VV VVVVV 、 , - 蚴网架 二层: 网球厅 - 7圈目口口口0目匕 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 L 。 一 l 一 层: 多功能比赛厅 l 3 6 0 0 0 图2某工程剖面示意图 2设计 方法 ( 1 ) 确定楼面荷载。索梁间距为 4 5 0 m, 沿垂 直索梁跨度方 向布置 7根。考虑到该方 向边跨跨度 ( 即索梁布置间距) 为 5 7
4、 0 m, 因此最终受荷面宽度取 5 1 0 m计算。索粱翼缘的计算宽度取 7 0 0 m m+ 9 0 0 m m X 2= 2 5 0 0 ra m, 楼面荷载主要包括以下几个部分 : 梁 体、 框架柱 自重: 软件 自行考虑, 钢筋混凝土容重取 2 5 0 0 k N m ; 板自重( 除去梁体 2 5 0 m有效宽度范 围) : 0 1 5( 5 1 0 2 5 0 ) X2 5= 9 7 5 k N m; 板面恒 载 : 2 k N m X 5 1 m=1 0 2 k N m; 板面活载 : 4 k N m X 5 1 m=2 0 4 k N m。杆系方法计算 内力时, 软件可 索梁
5、内设置有预应力钢筋束 , 属于预应力构件。 混凝土框架柱 图I预应力混凝土网 架索梁示意图 1 工程概况 如图2所示, 某工程一层为多功能厅 , 二层为网球 厅, 结构跨度为 3 6 O O m, 如图 3所示。本工程一层顶 采用预应力混凝土刚架索梁 , 共4根。 预应 阿 4 架謇粱 预应力刚架索粱 预应力刚架塞爨 预应力刚架索梁 I 8 l : 9 0 0 0 i 9 0 0 0 I 9 0 0 0 l 9 0 0 0 图 3 预应 力 混 凝 土刚 架 索梁 平 面布 置 不惹 图 以 自动考虑杆件的 自重 , 但是恒载、 活载及梁体范围 外的楼板自重需要人工输入, 缺一不可。 ( 2
6、) 确定梁截面尺寸。首先预应力混凝土刚架 索梁高度可按跨度的 1 1 6选取 , 本工程取 2 3 0 0 ra m, 矢 高取 1 9 0 0 ra m, 宽度可按能布置下两道预应力钢铰线 束确定 , 本工程取 6 0 0 ra m, 底梁及预应力索梁高度可 按构造分别取为 4 0 0 、 3 0 0 ra m; 其次按结构实际荷载情 况( 其中梁体 自重可近似取实体梁截面的 I 2 ) 及矢高 确定预应力钢铰线数量 , 根据 混凝土结构设计规范 中式( 6 2 1 1 3 ) 近似计算 出混凝士受压区高度, 从 而确定顶梁截面为 6 0 0 ra m 7 0 0 m m( 高 X 宽 )
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