摘要：為了滿足中學(xué)教學(xué)樓建筑功能的特殊性及樓蓋頂面平整美觀的要求，對(duì)于在教學(xué)樓樓蓋設(shè)計(jì)中，單間教室樓蓋采用了大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土雙向板，而在門廳采用了預(yù)應(yīng)力混凝土板柱結(jié)構(gòu)．有效地控制了混凝土的開(kāi)裂，減少了板的撓度，減輕了結(jié)構(gòu)的自重，增加了室內(nèi)凈空高度。

　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)混凝土,樓蓋,板柱結(jié)構(gòu),抗震性能

　　1引言

　　某中學(xué)教學(xué)樓包括84個(gè)班級(jí)教室以及教學(xué)輔助用房，建筑面積14278m2，平面尺長(zhǎng)約170m，寬11.6m，結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)，沿縱向設(shè)置抗震兼溫度縫兩道，教室主要柱網(wǎng)8.5m×9.6m，門廳柱網(wǎng)7.2m×6.3m，層高3.6m，層數(shù)為6層。為滿足樓蓋頂面平整美觀的要求，教室樓蓋不設(shè)次梁，采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土取向平板，門廳采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土板柱結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用人工挖孔樁，一柱一樁，持力層為中風(fēng)化泥巖。根據(jù)《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223—2008和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011—2010，抗震設(shè)防烈度為6度。設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，II類場(chǎng)地，框架抗震等級(jí)為四級(jí)。

　　2預(yù)應(yīng)力樓蓋的設(shè)計(jì)

　　教學(xué)樓的單間教室采用四邊山框架梁支承的8.5m×9.6m無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板，板厚210mm，門廳采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土板柱結(jié)構(gòu)，板厚210mm，未設(shè)置柱帽及托板。

　　本工程預(yù)應(yīng)力樓蓋采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的PKPM系列軟件中的SLABCAD進(jìn)行板的有限元設(shè)計(jì)，用SLABCAD軟件計(jì)算板的預(yù)應(yīng)力效應(yīng)后，根據(jù)其內(nèi)力、變形及裂縫的情況，按照《無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ／T92—93進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

　　2.1荷載標(biāo)準(zhǔn)值取值

　　樓面恒載：210mm厚混凝土板5.25kN／m2

　　樓蓋面層及板底粉刷2.0kN／m2

　　樓面活載：教室2.0kN／m2

　　走廊2.5kN／m2

　　2.2預(yù)應(yīng)力筋布置

　　本工程預(yù)應(yīng)力筋選用Φ15.24高強(qiáng)低松弛鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fptk=1860N／mm2，單根直徑d=15.24mm，彈性模量1.95x105N／mm2，錨具采用國(guó)家I類錨具，預(yù)應(yīng)力板混凝土強(qiáng)度為C35，預(yù)應(yīng)力筋要求待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80％后進(jìn)行張拉，張拉控制應(yīng)力為0.7fptk=O．7x1860=1302MPa，預(yù)應(yīng)力筋平面布置見(jiàn)圖1。

　　圖1預(yù)應(yīng)力筋布置圖

　　根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的原理，預(yù)應(yīng)力筋的束形和位置盡可能與彎矩分布一致，使預(yù)應(yīng)力筋所產(chǎn)生的等效平衡荷載與外荷載的分布在形式上基本一致。無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板非預(yù)應(yīng)力筋配筋率0.25％，以8.5m×9.6m標(biāo)準(zhǔn)板塊為例，板底實(shí)際配筋X向Φ12@200，Y向Φ12@200。

　　3框架梁柱和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)

　　框架梁的主要尺寸為350mm×800mm，350mm×300mm，按照SATWE軟件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行配筋，教室的縱向框架梁底筋配5Φ25(或5Φ22)，支座上部配4Φ25+2Φ22，腰筋配4Φ14，箍筋Φ8@100／200(4)，橫向框架梁底筋配5Φ25，支座上部配4Φ25+2Φ22，腰筋配4Φ14，箍筋Φ8@100／200(4)�？蚣苤�的主要尺寸500mmx700mm和Φ700mm(門廳圓柱)，底層柱底最大軸壓比為0.65，按照SATWE軟件計(jì)算結(jié)果，柱的配筋率為0.7％，考慮到教學(xué)樓的重要性，特意提高了柱的配筋率，實(shí)際矩形柱配筋率1.42％，圓形柱配筋率1.52％，典型柱配筋圖見(jiàn)圖2.

　　建筑設(shè)計(jì)要求在樓梯聞上方設(shè)置高出屋面3.6m的裝飾單片懸墻，在設(shè)計(jì)構(gòu)造時(shí)充分重視了這種構(gòu)件對(duì)抗震的不利影響，采取了加強(qiáng)措施，并以細(xì)致的詳圖表達(dá)，裝飾單片懸墻設(shè)置的構(gòu)造柱邊框和鋼筋混凝土壓頂梁，填充墻每250mm與構(gòu)造柱及框架柱采用通長(zhǎng)拉結(jié)筋2Φ6，確保遭受地震時(shí)不會(huì)解體墜落。

　　圖2典型柱截面配筋示意圖

　　4在地震中表現(xiàn)分析

　　中學(xué)教學(xué)樓在地震中經(jīng)受往了歷時(shí)120s地震，地震發(fā)生過(guò)程中，主體結(jié)構(gòu)及附屬非結(jié)構(gòu)構(gòu)件無(wú)明顯損壞及墜落，地震發(fā)生時(shí)正在教學(xué)樓上課的6400余名師生在4分鐘內(nèi)全部安全撤離到空曠地帶。經(jīng)地震實(shí)驗(yàn)后筆者進(jìn)行了調(diào)查，框架梁、柱完好，無(wú)可見(jiàn)裂縫和明顯變形．粱、柱節(jié)點(diǎn)無(wú)破損，無(wú)裂縫，教室及走廊預(yù)應(yīng)力混凝土樓蓋無(wú)可見(jiàn)裂紋及變形，門廳板柱結(jié)構(gòu)的額應(yīng)力樓蓋無(wú)可見(jiàn)裂紋及變形，在錨頭部位末見(jiàn)破損，僅發(fā)現(xiàn)極個(gè)別填充墻與框架梁交接處有水平裂縫，樓梯間屋面的裝飾單片懸墻無(wú)損壞及裂縫，抗震縫無(wú)明顯碰撞及破損，經(jīng)鑒定教學(xué)樓結(jié)構(gòu)基本完好，震后可繼續(xù)使用，圖3為震后教學(xué)樓示意圖。

　　圖3震后教學(xué)樓示意圖

　　5結(jié)語(yǔ)

　　(1)預(yù)應(yīng)力樓蓋主要特點(diǎn)是大跨度、大空間、大柱網(wǎng)，使用性能良好，自重較輕，因而地震所引起的地震力相對(duì)較小，該工程大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土平扳及預(yù)應(yīng)力混凝土板柱結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了高于抗震設(shè)防烈度一度以上地震的考驗(yàn)，證實(shí)其有良好的抗震性能。

　　(2)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓的設(shè)計(jì)中適當(dāng)增大關(guān)鍵構(gòu)件的配筋，提高其安全儲(chǔ)備是完全必要的，該工程建筑面積14278m2，常年有6400余名師生在教學(xué)樓內(nèi)上課學(xué)習(xí)，其抗震安全重要性是不言而喻的，震后對(duì)本工程配筋進(jìn)行過(guò)驗(yàn)算，實(shí)際柱的配筋滿足抗震設(shè)防烈度7度、設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g的計(jì)算要求。

　　(3)高出屋面的裝飾單片懸墻對(duì)抗震非常不利，但如果在設(shè)計(jì)中采取可靠的加強(qiáng)拉結(jié)措施，仍具有很好的抗震性能，可有效避免其破壞造成傷害。

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