預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)正文

用后張法將預(yù)制好的板、柱組成為整體預(yù)應(yīng)力混凝土房屋。這種結(jié)構(gòu)的柱距較大，樓層無梁、無柱帽;在節(jié)點(diǎn)處，依靠穿過柱的預(yù)應(yīng)力鋼筋及板和柱間的摩擦力來承受荷載。在地震區(qū)或高層建筑中可加設(shè)剪力墻，是一種抗震性能較好的框架結(jié)構(gòu)體系。這種體系由南斯拉夫B.澤澤利在1956年于南斯拉夫塞爾維亞材料試驗(yàn)研究所(IMS)研究成功,因而國際上也稱為IMS-▊e▋elj體系。1957年在貝爾格萊德建成第一座整體預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)房屋。這種體系經(jīng)受了1969年在巴尼亞盧卡發(fā)生的兩次 8度地震的考驗(yàn)，在國際上得到確認(rèn)。1970年獲國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會 (FIP)的第一批五枚獎(jiǎng)?wù)轮械囊幻?。南斯拉夫已大量?yīng)用這種體系建成多層、高層住宅及其他建筑，匈牙利用這種結(jié)構(gòu)建造了26層的高樓，蘇聯(lián)、奧地利、意大利、古巴等國也都分別引用。中國于唐山地震后從1977年起開始研究這種體系。1979年，在北京建成第一幢試驗(yàn)樓，以后在各地陸續(xù)興建了這種體系的一些住宅和其他建筑。

構(gòu)造承受垂直荷載的構(gòu)件是樓板、邊梁和柱。樓板為雙向密肋板，用抗壓強(qiáng)度40兆帕以上的混凝土制成。板和板間及周邊板和邊梁間形成明槽，房屋的預(yù)應(yīng)力筋即安設(shè)在明槽內(nèi)，肋邊上部外伸到槽內(nèi)的鋼筋可增加板的連續(xù)性。樓板四角帶直角缺口,樓板和柱之間留有2~3厘米的空隙，樓板安放在臨時(shí)支撐上后,用高強(qiáng)砂漿將空隙灌滿，砂漿強(qiáng)度達(dá)到28兆帕以上時(shí)，便可對穿過各柱縱橫向的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉，使板和柱擠緊，產(chǎn)生可靠的連接。張拉后向柱內(nèi)孔洞壓灌水泥漿，在明槽內(nèi)灌細(xì)石混凝土，從而形成整體性很高的樓層。周邊板外設(shè)邊梁或陽臺等構(gòu)件以承受預(yù)應(yīng)力和支承外墻。陽臺板、雨篷等懸臂構(gòu)件和柱群張拉在一起。在樓梯間或有其他垂直通道通過的地方，則選用開孔樓板。

大柱距的樓板通常由數(shù)塊小樓板拼裝而成，拼板的大小根據(jù)運(yùn)輸和起重設(shè)備的能力而定。常用的拼裝方法有:偶配法(先預(yù)制好一塊板作為側(cè)模，再預(yù)制相鄰的板，并在垂直于拼縫的小肋的預(yù)留孔內(nèi)，插入鋼筋進(jìn)行拼裝)及明槽拼接法(在拼縫內(nèi)增設(shè)傳力墊塊和伸出的U形鋼筋相連接)。

用抗壓強(qiáng)度為40兆帕以上的混凝土制成2~4層樓高的非預(yù)應(yīng)力長柱。柱上無牛腿，在設(shè)置樓板處，沿兩個(gè)相互垂直的軸線方向設(shè)有穿預(yù)應(yīng)力筋的孔洞。柱和柱的連接可用水泥漿來錨接鋼筋或用伸出鋼筋焊接等方法。

剪力墻為板和柱以外的重要承載構(gòu)件，主要承受風(fēng)荷載和地震產(chǎn)生的水平荷載。剪力墻的設(shè)置應(yīng)盡可能對稱，從基礎(chǔ)貫穿到屋頂。一般設(shè)在樓梯間、山墻和單元分隔處。剪力墻可以現(xiàn)澆或預(yù)制，但都應(yīng)和板、柱聯(lián)成整體。現(xiàn)澆墻可通過柱的伸出鋼筋和柱相聯(lián)接，預(yù)制墻可采用附加的水平預(yù)應(yīng)力筋和柱相聯(lián)。在高層建筑中或強(qiáng)震地區(qū)的建筑中也可用垂直預(yù)應(yīng)力加強(qiáng)。

構(gòu)件大都是預(yù)制的，在現(xiàn)場主要是組裝和預(yù)應(yīng)力張拉。為提高抗彎安全度和節(jié)省鋼材，多采用折線預(yù)應(yīng)力配筋。

結(jié)構(gòu)計(jì)算樓板按四角支承的雙向肋形樓板計(jì)算。對結(jié)構(gòu)形成階段與使用階段，應(yīng)采用等效框架法分別計(jì)算預(yù)應(yīng)力、垂直荷載及地震荷載對結(jié)構(gòu)的影響。和普通鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算相比，只是增加了預(yù)應(yīng)力作用的計(jì)算，其余部分基本相同。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)整體預(yù)應(yīng)力預(yù)制板柱結(jié)構(gòu)工程在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)為采用平接式摩擦節(jié)點(diǎn)。水平預(yù)應(yīng)力作用所產(chǎn)生的垂直摩擦力遠(yuǎn)比傳遞來的最大垂直荷載為大，垂直抗剪安全系數(shù)在 3以上。預(yù)應(yīng)力起組裝和承載兩種作用，它使節(jié)點(diǎn)具有自行調(diào)節(jié)的柔性及較高的彈性恢復(fù)能力。這些特征在經(jīng)受天然地震和動力試驗(yàn)中均得到驗(yàn)證。

這種結(jié)構(gòu)體系具有自重輕，安全度大,抗震性好,以及整體性高的特點(diǎn)，加上無梁無柱帽、天棚明凈，可在樓層上任意隔斷，因此，在要求大跨度的辦公樓、學(xué)校、工廠、倉庫等建筑物上有良好的發(fā)展前景。

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