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1、对结构设计中无粘结预应力楼板设计的探讨摘要:在高层建筑中,采用无粘结预应力技术,不但可以降低层高及建筑物的总高度,减少结构在水平荷载作用下的反应,而且能降低房屋的运行费用,能产生显著的经济效果。因此,本文作者就高层建筑结构无粘结预应力混凝土楼板设计进行了分析。关键词:高层建筑;结构设计;预应力楼板Abstract:inthehigh-risebuilding,theunbondedprestressingconcretetechnology,notonlycanreducethehighbuildi
2、ngsandtotalheight,reducestructureunderhorizontalloadsreaction,andcanreducetheoperationcostofthehouse,canproducesignificanl.economiceffect.Thus,inthispaper,thestructureofthehigh-risebuildingunbondedprestressedconcretefloordesignwasanalyzed.Keywords:high
3、building;Structuredesign;Prestressedfloor中图分类号:[TU20&3]文献标识码:A文章编号:1设计计算采用荷载平衡法设计后张无粘结预应力楼板是当前国际上普遍采用的计算方法,此法概念清楚,计算简单,有利于控制结构挠度,而且有足够的精度。荷载平衡法的基本原理就是通过张拉预应力钢筋产生的等效荷载来平衡作用在构件上的一部分荷载,包括全部静荷载及少量的活荷载,以求达到受弯构件在此阶段不产牛挠度。等效荷载Z所以只平衡一部分活荷载,是因为在大多数结构中,按规范规定的全部活
4、荷载一般很少发生。由预应力平衡静荷载及全部活荷载,则结构会产生一个永远向JL的反拱,该反拱还会因徐变作用随时间进一步增长。因此,所平衡的荷载最好是静荷载加上经常发生的且不超过50%的活荷载。要平衡掉外荷载就需要选择一个预加力和它的c•g•s(预应力筋合力作用线)曲线,使它产生的反向等效荷载正好和外荷载相等,这样受弯构件就处于均匀受爪状态。筹效荷载由两部分组成,其一是通过锚具在端部产生的结点荷载,一般称其为等效结点荷载;其二是由于预应力筋线型改变产生的集中和分布荷载,一般称其为
5、线性等效荷载。当构件配置抛物线预应力筋时,其等效荷载按下列公式进行计算:(1)(2)式中qe:预应力筋产生的作用于构件上的分布力;Npe:预应力筋产生的作用于构件上的总有效预加力;ope:预应力筋的有效预应力;f:抛物线预应力筋的有效矢高;1:构件计算跨度。如果板上的外荷载比较大,则差额部分荷载犹如作用在匀质弹性板上一样,在开裂之前,附加的应力可按下式计算:(3)式中:ope平衡的差额荷载在构件中引起的应力;M:差额荷载(等效荷载平衡Z外)引起的弯矩;TO:换算截面惯性矩。在超静定中,张拉预应力引起
6、的变形受到约束将引起次反力,由次反力产生的弯短为次弯矩,后张预应力混凝土超静定结构,在进行正截面受弯承载力计算及抗裂验算时,在弯矩设计值中次弯矩应参加组合。按弹性分析计算时,次弯矩宜按下列公式计算:(4)(5)式中Np:预应力钢筋及非预应力钢筋的合力;epn:净截而重心至预应力钢筋及非预应力钢筋合力点的距离;MI:预加力对净截曲重心偏心引起的弯矩值;Mr:由预加力的等效荷载在结构构件截面上产生的弯矩值。在进行正截面承载力计算时,按下列公式计算:负截面弯矩(6)正截面弯矩(7)式中M:计算截面上的弯矩
7、设计值。Mu:构件正截面受弯承载力设计值。在对截面进行受弯承载力计算时,当参与组合的次弯矩对结构不利时,预应力分项系数取1・2;有利时取1.0。2基木设计步骤无粘结预应力楼板设计,一般遵循下列步骤;乩确定混凝土强度等级及板厚;b.确定不同阶段混凝土拉应力允许值[。];C.确定由等效荷载平衡掉的外荷载;d・根据所要平衡的荷载值及线形可确定预加力,进而可确定预应力筋数量;e.计算在等效荷载及使用荷载作用下的板面应力设计值od:f・抗裂验算应符合odW[。],当不符合时,应增加预应力筋数量,重新验算;g.
8、受弯承载力计算应符合MWMu,当不满足时,应采用预应力筋补足,M为弯矩设计值,Mu为承载力设计值;h.按部分预应力概念进行楼板截面设计,采用预应力筋和非预应力筋混合配筋,以利于提高结构的延性和抗震性能。3设计参数选择3.1楼板厚度由于预应力混凝土板的挠度比钢筋混凝土板的挠度小得多,因此,楼板的跨高比可尽量大些,以使结构轻巧、美观、经济。根据国内外无粘结预应力平板的工程实践经验,跨高比宜采用:单向连续板40〜50、单向简支板35〜40,柱支撑双向板40〜45,周边支撑连