某工业厂房预应力楼盖结构设计.pdf

第四届全国预应力结构理论与工程应用学术会议论文集·工程设计 某工业厂房预应力楼盖结构设计 李哲刚1 李唐宁2 江峰2 (1机械工业第三设计研究院重庆400039，2重庆大学土木工程学院重庆400045) 提要本文以一个三层四跨工业厂房为实例．介绍了大跨度预应力次梁楼盖结构体系的设计。本文对结构 方案的选择做了相关的分析和比较，对预应力梁选定截面尺寸、跨度、施工方案及构造措施做了介 绍，对主粱的抗扭设计、配筋方式及柱的截面选取和轴压比控制等关键『uJ题进行了介绍。 关键词预应力混凝土；大跨度：楼盖结构；结构设计 工程概况 重庆某公司一大型工业厂房总建筑面积约7万m2，厂房主体部分系三层框架结构(层高 结构方案为9m×9m柱网的普通钢筋混凝土框架结构：沿63m横向共7跨，沿265m纵向方 向柱距9m，每45m或54m长度留设抗震缝(兼伸缩缝)。该厂房为钣金加工车间，楼面使用 活荷载8kN／m2，楼层水平运输使用1吨叉车。 2001年4月，受甲方委托，由重庆大学重新设计，在原规划总体不变、使用条件不变的 条件下，改剧柱网更大的大跨预应力楼盖结构体系，以适应今后生产_亡艺灵活变化布置，更 节省建造材料、节省投资的耍求。下面介绍重新修改后的结构设计情况。 二结构方案选择 二十多年来，重庆大学(原重庆建筑大学)推出的现浇大跨度预应力次梁楼盖体系已在 大量工业、公共建筑中得到应用及推广，这种方案是本工程结构设计的首选方案，从现已建 成的本工程来看亦是最好的方案。 (一)柱网、主次梁的合理布置： 这种楼盖的柱网一般应设计成矩形，以柱网的短尺寸方向设主梁，以柱网的长跨方向设 次梁。经过反复试算、比较：选定沿总平面256m方向设置9m间距的柱距，即主梁为9m跨 应力次粱(这个方向设次梁便于预应力筋的穿束及施工张拉)。最终选定的各构件的尺寸如下： 需要说明的是，本工程沿63m横向未选定3×21m的三跨次梁，主要是因为楼面使用活 荷载较大，若只三个大跨它使次粱截面尺寸会大许多，配筋也要增大1倍。更重要的是与边 跨次梁端部相连处的边框架主梁承受的协调扭矩也会成倍的加大，致使该主梁截面尺寸加大， 纵筋、箍筋大量增加。这会使结构设计不合理、施工难度更为加大。针对这种较大活荷载作 用的情况，次粱的跨度在15m～18m左右是经济合理的…。 另外，4跨次梁的不等跨选择是基于如下考虑：连续的4跨预应力次梁内力计算与一般普 通连续多跨次梁计算假定是相同的——即支座均为铰支，若采用等跨布置，则边跨第跨跨 中的弯矩将控制连续梁全长的预应力配筋，而各内支序及跨中均不需这么大的配筋量，为使 各跨控制截面所选预应力筋数量接近以求节省，故两端边跨选定15m跨度，中间两跨选定 16．5m跨度。如此处理，还可相应减小与次梁端跨边支座处相连主粱的协调扭矩，此选择的优 点是一举两得的嘲。 第四届全国预应力结构理论与工程应用学术会议论文集·工程设计 (二)次粱间距(即板跨)的选取。 本工程虽然楼面活荷载较大为BkN／m2，但其值并不控制板的配筋量，板筋的用量是按行 走1吨叉车的轮压折算等效荷载控制的。按行走车辆的要求，板厚至少厚120mm，按荷载规 范等效荷载计算，比较之后，选定板跨(即次粱间距)1．8m为合适，此时板配筋用冷轧带肋 钢筋中9@200。这种次梁间距可使扳筋用量最经济，而且次梁的配筋也较少，一般工程设计中 板和次梁的用量占到整个楼盖用钢量75％以上，降低他们的材料消耗量，会对整个工程造价 的降低起到关键作用。具体见表1： 表1预应力楼盖材料消耗表 混凝土用量折算厚度 构件名称 截面尺寸b×h(mm) 钢筋用量折算重量(kg／m2) (cm／m2) 板 120 12 7．61 非预应力筋15．22 次梁 250×820 9．7