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1、浅析混凝土框架梁结构的设计北京中外建建筑设计有限公司深圳分公司【摘要】随着经济迅速的发展，预应力混凝土结构逐渐在我国建筑中广泛应用。木文结合工程实际，对混凝土框架梁结构设计进行探析。【关键词】框架梁；结构设计1工程概况某公共建筑为6层钢筋混凝土框架结构房屋，底层层高6m,2层层高5.4m,3层层高5・1m,4层〜6层层高4.6m,平面尺寸为37.7m×29.5m。2层，3层楼面活荷载标准值为5kN/m2,其他楼层活荷载标准值按规范取值，基础采用柱下桩基，抗震设防类别为乙类，钢筋混凝土框架抗震等级为二级，抗震设防烈
2、度为7度（抗震措施8度），设计基木地震加速度值为0.10g（第一组）。该工程东（右）面及南（下）面均有己建建筑，为充分利用该地块，拟建建筑紧贴已有建筑布置。平面（2层）布置如图1所示。图12层梁平面图根据使用功能要求，1层〜4层中间21.5m×27.0m的范围内为开敞的大空间，不得设柱。在此大空间内若采用普通混凝土梁板结构设计，则21.5m跨的框架梁截面要比其他小跨的梁截面大得多，这会对使用空间造成很大影响，月•影响到设备管道的布置。为使结构设计更好的满足建筑及使用功能的要求，对21.5m跨的框架梁采用预应力混凝
3、土主梁，在其他轴跨采用普通混凝土框架梁的结构方案。2结构设计下面以2层③轴线预应力框架梁的要素来进行说明，其他楼层雷同。2.1结构选型为了保证结构具有足够的承载力、刚度和抗裂性以及抗震要求和延性,有效控制使用荷载作用下的裂缝和挠度，本工程采用有粘结后张部分的预应力混凝土框架结构，采用预应力筋与非预应力筋混合配筋。预应力框架主梁设计成容许开裂(分析程序的裂缝计算公式)的部分预应力结构，既满足使用要求，又经济合理，此结构结构性能好且在大震作用时具有较高的延性。2.2预应力筋的布置由于本工程的南面紧贴已有建筑，只能在北面进行一端张
4、拉，南面梁端设为预应力筋的锚固端，在21.5m跨段预应力筋的曲线坐标与该段梁的外荷弯矩图相近，这样构件受力较为合理，该跨预应力筋曲线的反弯点设在跨段的1/10处，预应力筋束形控制点的保护层厚度取55mm；而在5.2m跨段由于该跨较小，预应力筋线型按变曲率后顺接直线段布置在梁中部，然后伸岀柱端，作为张拉端。预应力筋线型曲线尽量平缓，这样预应力损失相对较小.2.3内力计算21.5m跨部分预应力混凝土梁的截面高度取h=1300mm,高跨比为1/17；梁宽根据预应力筋和锚具的安放要求取b=500mm,现浇楼板厚110mm,预应力梁混
5、凝土强度等级均为C40。本工程结构计算采用中国建筑科学研究院编制的PK,PM(PREC)系列电算软件。结构计算算得：跨中最大弯矩设计值为4732kN?m,梁端最大弯矩设计值为5118kN?mo2.4预应力筋和非预应力筋的确定框架梁预应力筋采用低松弛钢绞线15・2,=1860MPa,=1320MPa；非预应力筋纵向筋为III级钢筋，箍筋为I级钢筋，孔道留设采用金属波纹管。预应力筋张拉控制应力：框架梁最大弯矩设计值发生在梁端，即控制弯矩。由于程序自动估算的预应力筋用量往往偏大，设计人员应根据经验及估算将预应力筋用量调整到合适的用
6、量，笔者认为，一般情况下可按预应力筋承受75%〜85%的控制弯矩值来估算预应力筋数量，本工程据此算得约需预应力筋2×1115.2,将此值输入程序后算得：梁上部需普通钢筋3600mm2,梁下部需普通钢筋1600mm2。考虑到预应力混凝土结构从浇筑到张拉完毕有很长的过程，而且在此期间因混凝土的胀缩、支撑的沉降、配筋构造等因素的影响，因此梁上部普通钢筋实配825,梁下部普通钢筋实配1025o预应力度：由于PK,PM（PREC）电算软件的裂缝宽度公式为简支构件（即规范公式），框架梁直接套用不合适，此处需结合实际经验，裂缝
7、宽度限值按0.2mm控制。预应力筋产生的反拱基本抵消了外荷载及自重产生的挠度，计算出挠度15.6mm,底层框架柱的最犬轴压比为0.56。2.5构造措施本工程采用先穿预应力筋后浇梁混凝土的施工方法，由于预应力筋较长,为二跨多波二次曲线，梁柱结点处钢筋较多，当预应力钢束与梁柱的普通钢筋相碰时应保证预应力钢束位置不变，普通筋位置适当调整。预埋波纹管（2根波纹管并排，直径均为90mm）的定位坐标应详细，在波纹管的转角处稳定波纹管的井字架间距需适当加密。与预应力框架梁垂直方向的普通框架梁，其侧向筋即腰筋宜适当加强，这是由于预应力框架梁
8、在张拉吋会有轴向变形，会对与预应力框架梁垂直方向的普通框架梁产生侧向效应，效应大会导致该普通框架梁侧面开裂。张拉端及锚固端OVM型锚具的安放应避开框架柱的纵筋，框架柱的纵筋宜尽量布置在柱的四角。本工程在框架梁混凝土强度达设计强度的80%后，方可张拉预应力筋,采用一端对称张拉，张拉程序：预应
