摘要：本(ben)文(wen)結(jie)合(he)工(gong)程(cheng)實(shi)例(li)和(he)筆(bi)者(zhe)多(duo)年(nian)設(she)計(ji)實(shi)踐(jian)工(gong)作(zuo)經(jing)驗(yan)，詳(xiang)細(xi)探(tan)討(tao)了(le)大(da)跨(kua)度(du)後(hou)張(zhang)法(fa)有(you)粘(zhan)結(jie)預(yu)應(ying)力(li)樓(lou)蓋(gai)框(kuang)架(jia)梁(liang)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)主(zhu)要(yao)設(she)計(ji)參(can)數(shu)計(ji)算(suan)和(he)強(qiang)度(du)驗(yan)算(suan)，對(dui)張(zhang)拉(la)施(shi)工(gong)時(shi)預(yu)應(ying)力(li)的(de)損(sun)失(shi)進(jin)行(xing)了(le)科(ke)學(xue)計(ji)算(suan)
，確(que)保(bao)了(le)工(gong)程(cheng)結(jie)構(gou)設(she)計(ji)的(de)經(jing)濟(ji)性(xing)和(he)合(he)理(li)性(xing)
，並(bing)對(dui)張(zhang)拉(la)端(duan)節(jie)點(dian)處(chu)理(li)措(cuo)施(shi)進(jin)行(xing)了(le)論(lun)述(shu)。 

　　關鍵詞：結構方案； 框架主梁； 有粘結預應力； 節點構造 

　　1工程概況 

　　衡陽市某機關單位綜合辦公樓工程,共四層，為會議和辦公設施，總建築麵積為13000m2
，其中會議室兼作小禮堂用
，位於大樓四層左側;建築麵積475m2，平麵長25m，寬19m

，能容納250～300餘人

；綜合樓與相鄰建築單體之間設置伸縮縫，采用大跨度混凝土框架結構
；其它跨度為19m
，沿會議室方向與柱網正交。 

　　2建築結構方案的選擇 

　　上述尺度的天麵樓蓋結構
，可以采用多種樓蓋結構方案，如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、排架結構（采用鋼筋混凝土柱和鋼屋架）
，普通鋼筋混凝土密肋梁板結構等等。

　　在zai進jin行xing天tian麵mian樓lou蓋gai結jie構gou方fang案an比bi選xuan時shi，首shou先xian考kao慮lv的de是shi要yao滿man足zu業ye主zhu對dui使shi用yong功gong能neng的de要yao求qiu。該gai綜zong合he樓lou與yu周zhou邊bian辦ban公gong樓lou單dan體ti用yong伸shen縮suo縫feng分fen開kai，天tian麵mian與yu周zhou邊bian樓lou層ceng的de走zou廊lang相xiang連lian，業ye主zhu要yao求qiu綜zong合he樓lou的de天tian麵mian可ke作zuo為wei職zhi工gong休xiu息xi時shi間jian的de活huo動dong場chang所suo。因yin此ci，不bu能neng采cai用yong較jiao大da的de坡po度du的de屋wu麵mian形xing式shi，而er且qie對dui受shou力li主zhu梁liang的de撓nao度du變bian形xing要yao求qiu比bi較jiao高gao。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia，就jiu不bu能neng選xuan用yong鋼筋混凝土桁架結構。 

　　若采用普通鋼筋混凝土密肋梁板結構

，密肋次梁要沿會議室的方向密布，跨度為19m
，為滿足撓度及裂縫寬度限值的要求，估算梁截麵的高度達到1300mm
，截jie麵mian這zhe麼me大da的de梁liang如ru此ci密mi布bu
，不bu能neng滿man足zu會hui議yi室shi內nei部bu上shang空kong的de美mei觀guan要yao求qiu。同tong時shi
，密mi肋lei次ci梁liang支zhi承cheng在zai兩liang端duan框kuang架jia邊bian梁liang上shang，產chan生sheng較jiao大da的de扭niu矩ju和he剪jian力li，框kuang架jia邊bian梁liang的de抗kang剪jian扭niu能neng力li很hen難nan滿man足zu規gui範fan的de要yao求qiu。 

　　如果采用型鋼混凝土組合結構，屋麵樓蓋采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。但與采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。 

　　綜合以上的分析
，框架主梁采用後張法有粘結預應力結構
，框架主梁的截麵為400mm×1200mm，具體的結構布置見圖1
，采用鋼筋混凝土肋形梁板結構
，樓板厚度為100mm，梁
、板的混凝土強度等級采用C40

，柱子采用普通鋼筋混凝土結構
，截麵650mm×700mm
，柱的混凝土強度等級采用C30
，在梁
、柱節點處，混凝土強度等級按框架主梁采用C40。 

　　3有粘結預應力框架主梁的設計 

　　3.1荷載 

　　作用於梁上的恒荷載包括梁板自重、麵層及吊頂自重

，活荷載按人群有可能密集的情況采用3.5kN/m2。梁上線荷載標準值共計69.4 kN/m線荷載設計值共計94.8 kN/m。由於該會議室周邊的均布置多層的辦公樓，對風起了遮擋的作用，在結構計算中可不考慮風荷載。 

　　3.2設計基本參數 

　　本建築的設計使用年限為50年

，建築結構的安全等級為二級，抗震設防烈度為Ⅶ度，設計地震分組為第一組
，抗震等級為三級，設計基本地震加速度為0.10g

，場地類別為Ⅲ類。 

　　3.3結構受力計算 

　　取一榀鋼架作為計算單元。在柱邊支座處


，梁截麵按矩形考慮，計算截麵見圖2a；在跨中，考慮樓板作為翼緣參與受力，梁截麵按T形考慮，計算截麵見圖2b。 

　　3.4材料的選用 

　　框架主梁預應力筋按雙束設置，按照拋物線線型設置
，分為三段

，反彎點設在離支座0.16Lo(Lo為梁計算跨度)處。預應力筋采用低鬆弛高強度鋼絞線
，每束采用6φj15.24

，強度標準值fptk=1860N/mm2，設計值fpy=1320N/mm2
，張拉控製應力為0.75
，fptk=1395N/mm2。每束預應力筋的張拉力P=6×139×1395=1163kN。錨具采用OVM錨具係列
，一端張拉，張拉端分別設在梁的兩端。支座及跨中非預應力筋均采HRB335級，直徑為25mm，通長設置。 

　　3.5預應力梁的驗算 

　　按照上述的配置進行驗算
，得梁端的配筋強度比λ=0.681，小於規範要求的0.75；考慮受壓鋼筋的梁端相對受壓區高度為0.26
，滿足規範不大於0.35的要求；底麵和頂麵縱向非預應力鋼筋截麵麵積的比值為1.0
，縱向受壓非預應力鋼筋的配筋率為0.72%>0.2%，縱向受拉鋼筋按非預應力鋼筋抗拉強度設計值折算的配筋率為2.4%<2.5%，以上幾項均滿足規範的要求。 

　　3.6預應力損失的計算 

　　張拉端錨具變形和錨具內縮引起的預應力損失σ11=254.5N/mm2，預應力鋼筋磨擦引起的預應力損失σ12=382.1N/mm2，預應力鋼筋應力鬆弛引起的預應力損失σ14=48.8N/mm2
，混凝土的收縮和徐變引起支座的預應力損失σ15（支）=104.6N/mm2
、跨在的預應力損失σ15（中）=89.5N/mm2，兩束預應力鋼筋采用一端張拉，並在兩端同時張拉
，得： 

　　支座第一批預應力損失：σLI(支)=1/2（σ11+σ12）=318.3N/mm2
； 

　　跨中第一批預應力損失: σLI(中)=1/2σLI(支)=191.1N/mm2； 

　　支座第二批預應力損失：σLII(支)=σ14+σ15（支）=153.4N/mm2
； 

　　跨中第二批預應力損失: σLII(中)=σ14+σ15（中）=138.4N/mm2
； 

　　支座總預應力損失：σL(支)=σLI（支）+σLII（支）=471.7N/mm2； 

　　跨中總預應力損失：σL(中)= σLI（中）+σLII（中）=329.4N/mm2
； 

　　支座有效預應力：Pe(支)=6×139×（1395-471.7）=779kN。 

　　3.7內力組合 

　　後張法預應力混凝土超靜定結構
，在進行正截麵受彎承載力計算及抗裂驗算時，在彎矩設計值中次彎矩應參與組合；zaijinxingxiejiemianshoujianchengzailijisuanjikanglieyansuanshi
，zaijianlishejizhizhongcijianliyingcanyuzuhe。zaiduijiemianjinxingshouwanjishoujiandekanglieyansuanshi

，dangcanyuzuhedeciwanju、次剪力對結構不利時，預應力分項係數取1.2，有利時取1.0。次彎矩按下列公式計算： 

　　M2=Mr-M1 

　　M1=NP・epn 

　　次剪力則根據構件各截麵次彎矩的分布按結構力學方法計算，次彎矩的計算結果見圖3a，和次剪力的計算結果見圖3b。 

　　3.8預應力框架主梁極限強度驗算 

　　跨中截麵抗彎承載力設計值除以承載力抗震。調整係數後為4617.7kN/m，大於跨中截麵彎矩設計值2757.8kN/m；支座截麵抗彎承載力設計值除以承載力抗震調整係數後為4321.2kN/m，大於支座截麵彎矩設計值1419.4kN/m；支座截麵抗剪承載力設計值除以承載力抗震調整係數後為1798.2kN，大於支座截麵剪力設計值836kN。

      　　3.9預應力框架主梁在使用階段的抗裂驗算及撓度控製 

　　當進行正截麵抗裂驗算時，支座截麵的裂縫控製等級按二級（即一般要求不出現裂縫的構件）考慮。在荷載效應的標準組合下滿足：σck-σpc=2.1N/mm2　　 

　　對中跨中截麵
，取樓板與腹板相交進行驗算，計算公式相同，得： 

　　在荷載效應的標準組合下，框架主梁的短期剛度βs=9.721×1014N/mm2，剛度β=Mk(中)βs/[ Mq(中)(θ-1)+ Mk(中)]=5.22×1014 N/mm2
，采用結構力學的方法計算跨中的撓度f=42mm，f/LO=1/445
，滿足要求。 

　　3.10施工階段的驗算 

　　在施工階段，框架主梁除承受結構自身重量以外
，還承受施工活荷載，施工活荷載按2.0Kn/m2考kao慮lv，在zai結jie構gou計ji算suan中zhong
，僅jin考kao慮lv第di一yi批pi預yu應ying力li損sun失shi。經jing驗yan算suan，滿man足zu規gui範fan對dui施shi工gong階jie段duan不bu允yun許xu出chu現xian裂lie縫feng的de預yu應ying力li構gou件jian的de應ying力li控kong製zhi要yao求qiu。在zai對dui張zhang拉la端duan進jin行xing局ju部bu受shou壓ya承cheng載zai力li的de驗yan算suan中zhong
，端duan部bu承cheng壓ya墊dian板ban厚hou度du為wei20mm，采用200mm×200mm的正方形，並設置φ10的螺旋筋
，內徑180mm，以驗算
，局部受壓滿足要求。 

　　4張拉端節點構造處理 

　　預應力筋的孔道采用預埋φ70波紋管實現，預應力筋在梁內按束布置，張拉端采用OVM型夾片錨具係列，非張拉埋入端采用擠壓錨具。張拉並灌漿完畢後，用C30混凝土進行封閉保護，為避免對原結構造成影響，采用外露式柱墩
，見圖4，hunningtujiekouyingqingliganjing，bingchongshuirunshi。weibaozhengyuyinglijindekongdaokeyishunlitongguoliangzhujiedianbingzhunquedingwei，zhuzongjinbuzhichengshuangpai，zaimanzuguifanyaoqiudeqiantixia，zengdazongjindejianju。 

　　5結語 

　　綜上所述
，該綜合樓通過以上多種結構的比較、分fen析xi與yu驗yan算suan，最zui終zhong采cai用yong大da跨kua度du後hou張zhang法fa無wu粘zhan結jie預yu應ying力li框kuang架jia主zhu梁liang結jie構gou
，既ji滿man足zu了le業ye主zhu的de要yao求qiu，為wei會hui議yi室shi兼jian小xiao禮li堂tang提ti供gong了le無wu梁liang大da空kong間jian，同tong時shi又you符fu合he結jie構gou設she計ji經jing濟ji實shi用yong的de原yuan則ze，因yin此ci其qi結jie構gou設she計ji是shi科ke學xue和he合he理li的de。 

　　參考文獻： 

　　[1] 陶學康.後張預應力混凝土設計手冊.北京：中國建築工業出版社. 

　　[2] 徐焱，蘇文元.超長結構中預應力的應用.新世紀預應力技術創新學術交流會論文集. 

　　[3] CECS180：2005建築工程預應力施工規程.