預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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1996年底，某開(kāi)發(fā)公司擬在合肥開(kāi)發(fā)一幢寫字樓，該大廈場(chǎng)地情況比較復(fù)雜，南鄰城市干道，北與居民住宅樓相鄰，且間距較小，合肥市規(guī)劃局對(duì)該大廈的總高度有嚴(yán)格限制，規(guī)定不得超過(guò)50.5Ｍ，以滿足日照間距的要求，扣除頂層電梯機(jī)房必須滿足的層高4.2m后只有46.3m，該大廈為8mX8m的大柱網(wǎng)，并且設(shè)置中央空調(diào)，按一般辦公建筑的層高3.3m計(jì)算，只能建14層，開(kāi)發(fā)面積相對(duì)較小，經(jīng)開(kāi)發(fā)商初步估算，該大廈的投資回報(bào)不大，一度產(chǎn)生放棄的相法，我院針對(duì)這一情況，主動(dòng)為開(kāi)發(fā)商出謀劃策，大膽提出了采用預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)這一新穎的結(jié)構(gòu)形式,經(jīng)與建筑、空調(diào)、消防、水、電等專業(yè)的協(xié)調(diào)，將該大廈的層高壓縮到2.8m，層數(shù)提高到十六層，增加了兩層近2000m2的面積，使該大廈的開(kāi)發(fā)得以順利進(jìn)行。 
    該大廈分為主樓和附樓兩部分，主樓16層，附樓４層，兩者高差大。同時(shí)，受場(chǎng)地條件的限制，規(guī)劃要求的停車場(chǎng)無(wú)處可設(shè)，為了解決這一問(wèn)題，我們將主、附樓的下部做成完整的地下室，作為地下停車場(chǎng)和設(shè)備用房。為解決主附樓沉降差異和樓地面防水問(wèn)題另外更多地是考慮到上部的板柱結(jié)構(gòu)對(duì)沉降差非常敏感，我們采用了人工挖孔樁這一基礎(chǔ)形式，將樁端支承在中風(fēng)化巖層上,沉降可以忽略，十分恰當(dāng)?shù)亟鉀Q了板樁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)問(wèn)題。 
    該大廈為框架--筒體結(jié)構(gòu)，中部核心筒，電梯間和疏散樓梯間及管道井。沿建筑周邊框架柱軸線處設(shè)置了高度為500mm的預(yù)應(yīng)力扁梁，中部框架柱軸線處設(shè)置了暗梁，未設(shè)柱帽，使框架結(jié)構(gòu)的基本形式依然保留,保證了框架結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性能。經(jīng)正常的結(jié)構(gòu)分析獲得了有關(guān)數(shù)據(jù)后，在符合規(guī)范要求的前提下，參閱了大量的國(guó)內(nèi)外資料，依據(jù)國(guó)內(nèi)新的科研成果，得出了預(yù)應(yīng)力的配筋量，預(yù)應(yīng)力板筋為雙向布置，采用無(wú)粘結(jié)鋼鉸線，線型除端部外均為二次拋物線，其張拉端均有錨具，構(gòu)造要求符合規(guī)范及有關(guān)文獻(xiàn)的要求。預(yù)應(yīng)力板厚200mm，砼標(biāo)號(hào)C40，并要求為了保證預(yù)應(yīng)力筋的垂度，施工中應(yīng)事先進(jìn)行布索編號(hào)再行布筋，以免混亂，影響預(yù)應(yīng)力筋的線型。考慮到預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)基本上沒(méi)有框架，設(shè)計(jì)中適當(dāng)加大了框架柱和核心筒的剛度，使地震力更多地分配到柱和核心筒上，減輕了地震時(shí)預(yù)應(yīng)力平板的負(fù)擔(dān)。非預(yù)應(yīng)力部分構(gòu)造與一般的框--剪結(jié)構(gòu)相同。最后經(jīng)過(guò)計(jì)算，該大廈的位移和層間位移完全滿足“高規(guī)”的要求，周期也較合理，各項(xiàng)指標(biāo)均能符合有關(guān)規(guī)范的要求，是一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)良的建筑。
    設(shè)計(jì)圖紙完成后,經(jīng)我院預(yù)算編制人員計(jì)算，單方造價(jià)略高于普通的框架---剪力墻結(jié)構(gòu)，但這與由于增加了兩層近2000m2的面積而增加的投資利潤(rùn)相比，是微不足道的，預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)也是經(jīng)濟(jì)合理的。
    在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員通過(guò)學(xué)習(xí)和考察，對(duì)預(yù)應(yīng)力板柱結(jié)構(gòu)形式有了全面的認(rèn)識(shí)，它的應(yīng)用是十分廣泛的。對(duì)那些對(duì)層高有嚴(yán)格要求而按正常設(shè)計(jì)有難度的建筑來(lái)說(shuō)，采用這一結(jié)構(gòu)是十分合適的。在國(guó)外，這一結(jié)構(gòu)形式廣泛應(yīng)用于大型的車庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)，寫字樓及商業(yè)建筑中，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和預(yù)應(yīng)力施工水平的不斷提高，該結(jié)構(gòu)形式必將會(huì)越來(lái)越多地在國(guó)內(nèi)建筑中被采用，它的前景是非常廣闊的。 
    另外，通過(guò)這一工程的設(shè)計(jì)，有關(guān)設(shè)計(jì)人員拓展了自身的業(yè)務(wù)能力，提高了不斷學(xué)習(xí)，不斷更新業(yè)務(wù)知識(shí)的興趣和信心，從而信心十足地進(jìn)入新世紀(jì)。