带预应力混凝土转换梁的框架结构计算分析

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发布时间：2021-09-10

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带预应力混凝土转换梁的框架结构计算分析
邬苗华何丽波许国平张兵
(1同济大学土木工程学院上海200092；2宁波市建筑设计研究院315010)
[提要] 围绕大跨度预应力混凝土转换梁工程，建立了空问计算模型，优化了结构平面布置，着力讨论了楼
板、结构自重、预应力张拉施工方案等因素对预应力转换梁抗裂验算的影响，以及预应力在复杂结构中对周边
构件受力的改变，提出了在设计中应注意的问题及相应措施。
[关键词] 预应力框架转换梁
Analy~s on Frame Structure with Prestressed Reinforced Concrete Transfer Beam／Wu Zhehua 一，He Lib02，Xu
Guoping2， Zhang Bing2(1 Department of Civil Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China；2 Ningbo
Architectural Design and Research Institute，Ningbo 315010，China)
Abstract：Focus on project of long span prestressed concrete transfer beam，the spatial calculated models are built．The
structural plan arrangement is optimized．Some factors such as floor members ，self-weight of structure，construction process of
prestressing having influence upon cracking capacity are discussed．Mechanics of peri0hery members are changed according
with prestressing in sophisticated structure．The design method is put forward to satisfy the technical specification．
Keywords：prestressed；frame；transfer beam
1 问题的提出
宁波江南路会所是一栋四层休闲与办公相结合的
多功能建筑。建筑总面积约1．3万m 。东南侧有一室
内游泳池穿插于主体结构中，位于主体结构层3楼面
下方，如图1，2所示。由于游泳池的布局在主体结构
层3楼面设置预应力转换梁来承托上部两层楼面、屋
面和顶棚的荷载。如何针对结构在施工和使用阶段实
际的受力情况进行结构合理布置，确定预应力度，做好
预应力张拉施工方案的安排成为工程结构设计的关
键。工程属于丙类建筑，抗震设防烈度为6度，场地土
类别Ⅲ类，设计地震分组为第一组。
2 计算模型
转换梁YKL-l，YKL-2的跨度分别为l7．35，
21．77m，截面分别为800×1 800，800×2 000。转换梁
两端框架柱截面为1 000× 1 000。现浇楼板板厚
100mm。图1阴影部位的梁、板、柱混凝土强度等级为
C40。楼面、屋面活载(标准值)分别为2．5，2．0kN／m2。
活载准永久值系数为0．5。抗裂等级为二级。选用有
粘结低松弛预应力钢绞线jI。15．2，抗拉强度标准值厂n。
= 1 860N／mm2
，预应力筋张拉控制应力 ⋯ 为0．70 Ik，
一端张拉，预应力损失为23．2％ ⋯ 。预埋波纹管，采
用抛物线形与直线形混合布筋。其中抛物线形反弯点
分别在0．116L和0．131L处。为进行预应力混凝土转
换梁的设计，根据工程经验判断紧邻转换梁跨的周边
构件对预应力设计有影响，如图l阴影部位；而其他部
l4
图1 层3局部结构平面布置
位构件对预应力设计影响较小，不予考虑。应用在
ANSYS8．1基础上开发的PD程序建立了仅阴影部位的
空间结构计算模型，其中是否考虑楼板对预应力施加
影响的整体计算模型如图3所示。模型中梁、柱选用
Lagrange插值函数的2节点一维梁单元；楼板选用
Mindlin板单元和平面应力单元组合而成的4节点二维
壳单元。同时也建立了相应的各施工阶段的计算模型。
3 转换梁部位结构的优化
以图3不考虑楼板的纯框架结构为整体计算模
型，计算了在荷载标准组合下转换梁梁上柱的数量和