陳慶武 哈爾濱工業(yè)大學建筑設計研究院 中國哈爾濱 150090
預應力混凝土結構構件一般是通過對預應力筋的張拉形成回彈擠壓,使混凝土的截面內(nèi)在投入使用前就受到一定數(shù)量且均勻分布的內(nèi)壓力,用來局部或全部抵消由于使用荷載而形成的應力。預應力混凝土梁具有剛度大、重量輕、抗裂抗震性能好等優(yōu)點,特別適用于建造大跨度、低梁高結構。
遼寧某綜合訓練館位于遼寧省本溪市。建筑總面積1.98萬平方米。主體建筑為三層,地下一層,建筑總高度:28.8米。主要使用功能:地下一層為體育館的附屬設備用房;一層主要功能部分為游泳訓練館。二層設置了乒乓球訓練場,摔交訓練場和抬拳道訓練場。三層為開敞的大空間運動場地,設置了羽球,籃球等運動場地。三層籃球場下為泳池上方大空間,跨度約為32m,采用了空腹式預應力梁。
空腹式預應力梁凈跨32.042m,梁截面尺寸為600x2200mm,布置2排預應力筋,每排2組各9根15.2mm預應力鋼絞線,預應力筋采用fptk=1860N/mm2低松弛預應力鋼絞線。采用后張有粘結工藝,預應力梁混凝土采用C40。籃球場恒載3.0 KN/m2、活載4.0 KN/m2,板厚140。相鄰柱間跨度為8.7m,每跨間設1道預應力次梁,梁格間距4.35m,預應力次梁尺寸及配筋同主梁,每跨內(nèi)平均72根鋼絞線。梁身開洞面積為12.84m2,占梁身總面積的18%。梁身開洞布置及預應力筋布置見圖1。
圖1 預應力梁立面圖
黑龍江某大學學生活動中心位于齊齊哈爾市。建筑總面積1.25萬平方米。主體建筑為三層,地下一層,建筑總高度:23.8米。主要使用功能:地下一層為附屬設備用房;一層主要功能部分為游泳池及辦公用房。二層設置了乒乓球訓練場,小排練室和籃球場。三層為看臺及辦公室。二層籃球場下為泳池上方大空間,跨度約為32m,采用了普通預應力梁。
普通預應力梁凈跨32.002m,梁截面尺寸為600x2100mm,布置2排預應力筋,每排2組各9根15.2mm預應力鋼絞線,預應力筋采用fptk=1860N/mm2低松弛預應力鋼絞線。采用后張有粘結工藝,預應力梁混凝土采用C40。籃球場恒載3.0 KN/m2、活載4.0 KN/m2,板厚120。相鄰柱間跨度為8.2m,每跨間設2道預應力次梁,梁格間距2.73m,預應力次梁尺寸同主梁,配筋為4組各7根15.2mm低松弛預應力鋼絞線,每跨內(nèi)平均92根鋼絞線。
從上述兩種預應力梁的計算結果可以的出以下結論:跨度及荷載等相似條件下,單根空腹式預應力梁混凝土用量為普通預應力梁的86%,預應力鋼絞線用量為78%,普通鋼筋用量相近。
本文結合實際的工程,簡單介紹了空腹式預應力梁的設計,并與相似工程的普通預應力梁進行簡單比較,可以看出空腹式在承載能力及造價上有較明顯優(yōu)勢,可為相似工程的設計提供參考。