预应力混凝土无梁楼盖配筋形式新探讨.pdf

技术创新 预应力混凝土无梁楼盖配筋形式新探讨 3 钟春玲 邹超英 (哈尔滨工业大学 哈尔滨 150090) 尹新生 33 (吉林建筑工程学院 长春 130021) 摘 要:根据实际工程中力的传递路径简短的原则,通过对无梁楼盖配筋形式的分析比较,剖析传统配 筋形式存在的问题,探讨更合理更经济的无梁楼盖的配筋形式,以节约钢材,使结构构件受力更合理,从而推 广无梁楼盖的应用。 关键词:无梁楼盖 配筋形式 传力路径 预应力钢筋 DISCUSSION ON REINFORCING BAR ARRANGEMENT MANNER OF PRESTRESSED2CONCRETE SLAB2COLUMN SYSTEM Zhong Chunling Z ou Chaoying (Harbin Institute of Technology Harbin 150090) Y in Xinsheng (Jilin Institute of Architectural Engineering Changchun 130021) Abstract : A more rational and economic rebar arranging manner for a prestressed2concrete slab2column system is explored through a comparison and a analysis of the defects of the traditional method of rebar arrangement according to the principle that the transferring route of the forces should be brief , in order that steel can be saved and the force on a structural member be more reasonable , thus popularizing the use of the slab2column system. Keywords : slab2column system reinforcing bar arrangement manner force2transferring path prestressed tendon 3 吉林省计划委员会资助项目。 3 3 尹新生同志为第二作者。 第一作者:钟春玲 女 1973年11月出生 硕士 收稿日期:2002 - 07 - 22 0 引 言 预应力混凝土无梁楼盖已广泛应用于多、 高层建筑楼盖 中,与其他的楼盖形式相比,预应力混凝土无梁楼盖有以下 几个突出的优点 :1) 减少构件截面,降低层高 ;2) 扩大柱网, 增加使用面积 ;3) 节省材料,减轻结构自重 ;4) 能提供大空 间,间隔灵活 ;5) 在总高度不变的情况下,可通过增加层数来 平衡其增加费用,故仍可获得较可观的经济效益。因此,近 年来在建筑工程中,应用预应力混凝土无梁楼盖的结构大有 增加的趋势。而且,人们也正通过各种科学研究试图寻找一 种更合理的配筋形式,以便达到节约材料,节省造价的目的。 1 预应力混凝土无梁楼盖配筋形式探讨的现状 传统的预应力混凝土无梁楼盖形式可大致归纳为以下4 种(图1图4) : 许多科研工作者在传统配筋形式的基础上进行过许多 改进,取得了良好的受力效果和经济效益。但其改进的方案 仍然没有脱离这种横平竖直的配筋形式。 比较传统配筋形式,我们不难发现它们存在一个共同的 特点,即它们或多或少地还没有脱离以前梁板体系的设计思 路,其所采用力的传递路径基本是一样的,即外载 楼板(跨 中板带) 梁(柱上板带) 柱子 基础。也就是说,作用在 图1 按柱上板带和跨中板带布置 楼板上的荷载都是通过梁(柱上板带)而进行转换,然后才能 向下传递(如图5所示)。 由此可见,传统的配筋形式,力的传递路径虽较明确,但 不够简捷。 2 沿对角线配筋方案的提出 力的传递路径除明确外,尚需简捷。而最简捷的传递路 38 Industrial Construction Vol.33 ,No.7 ,2003工业建筑 2003年第33卷第7期 图2 一向集中布置,另一向均匀布置 图3 两个方向均按柱轴线布置 图4 一个方向按柱上板带布置 图5 传统配筋的传力路径示意 径莫过于直接将荷载一次传递到柱子。如图6所示的传力 路径。要实现这种力的传递路径,需打破传统配筋形式的束 缚,将预应力筋直接沿板的对角线进行布置。如图7所示。 图6 对角线配筋的传力路径示意 图7 对角线配筋简图 该种配筋形式实现了力的直接传递,可节约材料,使结 构形式更加合理。从此点意义上说应是最合理的布置方案。 3 有限元分析软件验证 设计有限元模型:正方形无梁楼板,柱间距7 500 mm ,板 厚180 mm ,六面体有限元250 mm250 mm180 mm ,自重作 用下,取自重25 kNm3,则节点荷载为2510 - 6 250250 180 ,即q= 281125 N ,同等配筋量条件下(共16根预应力筋 ) , 沿对角线每一方向各布8根预应力筋, 按图2所示沿纵 横方向各布8根预应力筋。取不利预应力筋形式,即:两端 约为0115L(L为预应力筋的长度)范围内等效荷载向下q1 = 8Npele1 (0 13L) 2,中间0170L范围内等效荷载向上q2= 8Npe2e2 (0 17L) 2。 将等效荷载换算成节点力加到有限元模型上并分析两个模 型。图2所示板其跨中挠度为915 mm ,而沿对角线配筋板的 跨中挠度仅为417 mm。由此可见,沿对角线配筋的方案可大 大减少板的跨中挠度,更有利于工程实践。 有关沿对角线配筋的预应力混凝土无梁楼盖的分析方 法、 承载力及刚度等计算方法正在进一步研究之中。 参考文献 1 朱聘儒.双向板无梁楼盖.北京:中国建筑工业出版社,1999.861 2 郑文忠,王 英.后张预应力混凝土平板 柱结构设计与工程实 例.黑龙江科技出版社,1999.418 3 潘 立.无粘结预应力混凝土楼盖设计中若干问题的研究.工业 建筑,1997 ,27(4) :14 (上接第5页) 完整而正确地给出设计基本变量的概率分布及相互关系,还 需要较长时间的积累;另外,针对基坑工程特点的动态可靠 度分析方法还有待于进一步拓宽。 参考文献 1 Matsuo M,Kawamura K.A Design Method of Deep Excavation in Cohesive Soil Based on Reliability Theory. Soil and Foundation ,1980 ,20(1) 2 Smith GN. The Use of Probability Theory to Assess the Safety of Propped Embedded Cantilever Retaining Wall. Geotechnique ,1985 ,35(45) 3 刘国彬,沈建明,侯学渊.深基坑支护结构的可靠度分析.同济大 学学报,1998 ,26(3) 4 朱爱国,陈晓平.深基坑桩撑支护结构可靠度分析.建筑结构. 1999(5) 5 杨林德,徐 超.Monte2Carlo模拟法与基坑变形的可靠度分析.岩 土力学,1999 ,20(1) 6 高大钊.土力学可靠性原理.北京:中国建筑工业出版社,1989 48 工业建筑 2003年第33卷第7期