大跨度预应力转换构件设计的探讨
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Ｐｒ － ｔｅ ｓ ｄ Ｔｒ ｎ ｆ ｍ ｂ ｒ ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ａ ｓｅｒＭｅ ｔ ｅ
孙 烨
‘。
ＳＵＮ ｝ｅ ｒ
（ 浙江工业大学建筑规划设计研究院， 浙江 杭州 ３０ １） １０４
摘 ． ： 实 训 楼 工 程 底 层 柱 网跨 度 １ 上 部 柱 网跨 度 ９ｍ， 进 行 托 柱 转 换 设 计 。针 对 该 工 程 的 实 际情 况 ， 论 几 种 转 换 要 某 ８ｍ， 需 讨 方 案 。 通 过计 算 比较 分 析 ， 其 中选 取 相 对 合 理 的 类 预 应 力 空腹 桁 架 转 换 方 式 进 行 转 换 设 计 ， 得 了工 程 经 济 性 、 工 难 度 、 工 在 取 施 施
杭州 下沙某 学 院 实训 楼 工 程 为 ４层 框架 结 构 。 由于使用 功能 的要求 ， 设计 成底 层柱 网跨 度 １ 的 ８ｍ 大跨 形式 。该楼 总 高 度不 能 超 过 周 边 建筑 ， 层 又 底 有较 高 的使 用净 高 要 求 ， 层 层 高 均 有 限制 。 楼 面 各 使用荷 载较 大 ， 程 预算 也 比较 紧 张 。 因此 如何 合 工
筑 平面见 图 １ 。
图 １ 建 筑 平 面
跨 度大 ， 面大 （ 高约 １ｍ） 配筋 大 ； 各 层 都有 截 梁 ， 且
预应力 梁 ， 求各 层 均 采用 较 高 强 度 等级 的混凝 土 要 （４ ） ， Ｃ ０ … 经济 性 不 好 ； 次 ， 应 力 梁 张 拉 要求 每 其 预 施 工一 层就 必须 等 待混 凝 土 到 达强 度 方 可 张拉 ， 然
预应力 大梁 ， 只需 在 ２层 张 拉 一 次 ， 低 了施 工 难 降 度 ， 短 了施工 周期 。理 论上 这个 转换方 案可 行 ， 缩 但
２ ａ 。 ２层楼 面混 凝 土达 Nhomakorabea 强度 时对 转换 大 梁 进 （）当
行张拉 。上 部 ３层 楼屋 面则 可 以按传 统 方 式施 工 。
这个方 案 中 ， 上部 ３层楼 面 的荷 载 由 中柱 传 给 ２层
利用 屋 面上空 的高 度 ， 层 的 净 高可 以得 到 最 大 限 每
度 的保证 。
浙 江建筑 ， ２ 第 ７卷 ， ６期 ，０ ０年 ６月 第 ２１
Ｚ ｅ ａ ｇＣ ｎｔ ｃｉ ， ｏ．７， ｏ６， ｕ ．０ ０ ｈｊ ｎ ｏ ｓ ｕ ｔ ｎ Ｖ １ ｉ ｒ ｏ ２ Ｎ ． Ｊ ｎ ２ １
大 跨 度预 应 力转 换 构 件 设 计 的探 讨
Ｄｉｃ ｓ ｉｎ ｎ ｔ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｈ ａ ｇ — ａ ｓ ｕ ｓｏ ｓ ｏ ｈ ｓｇ ｆ ｅ Ｌ ｒ ｅ Ｓｐ ｎ ｔ
理解决 大 跨 度 问 题 ， 为 该 工 程 结 构 设 计 的 一 个 成
难点 。
１ 工 程 简 介 及 两 种 常 规 的 设 计 思 路
该 工程 平面 大 致 呈 “ ” ， ４层 ， 部 ３层 。 Ｌ型 共 局 １ 层高 ７ ５ｍ， ４层 层 高均 为 ４ ２ｍ， 面标 高 层 ． ２— ． 屋
梁 的截 面高度 ， 预应 力 转换 梁 高度 可 减小 至 １ ６ｉ， ． ｎ 满 足使用 净空 的要 求 。 （） ２ 吊梁方 案 。即将 预 应 力 大梁 设 置 于屋 面 之
上 ， 吊柱 吊挂 下部 楼 面 ， 图 ２ ｃ 。此 方 案 可 以 设 见 （）
限制 ， 建筑 要求 采用 ９ｍ跨柱 网。若增设 两 排柱 ， 对 转换 大 梁 受 力 更 有 利 ） 。此 托 梁 转 换 方 案 见 图
工 期 等各 方 面 的平 衡 点 ， 好 地 解 决 了 该 工 程 的设 计难 点 。 以下 将 设 计 中 的关 键 点 进 行 简 要 叙 述 ， 较 以供 探 讨 。 关麓词： 跨度建筑 ； 换 ； 应力 ； 腹桁架 ； 大 转 预 空 张拉
中 豳 分类 ． ，Ｕ３５ Ｉ 号 Ｔ ７ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ８— ７ ７ ２ １ ） ６—０ １ ０ １０ ３ ０ （０ ０ ０ ０ ９— ４
２ ．０ 。１ 半高 处设 有 局部 夹 层 及参 观 走 廊 。底 ０ １０ 层
层 要求跨 度 为 １ 用 于设 备 的安放 和使用 ， ８ｍ， ２层 以 上 柱 网可缩 小 。底 层 要 求使 用 荷 载 １ Ｎ ｍ ， ０ｋ ／ ２层 使 用荷 载 ５ｋ ／ ３～ Ｎ ｍ ， ４层 使 用 荷 载 ３ｋ ／ Ｎ ｍ 。建
工 难度 和施 工周期 。另 外 ， 每层 设 置 大梁 ， 会影 响 ２
～
４层 楼 层 净 高 ， 楼 的 总 高 有 限制 ， 法 加 大 层 且 无
收 稿 日期 ：０ ０—０ ０ ２１ ４— １ 作者简介 ： 孙 烨 （ ９６ ） 男 ， １７ 一 ， 浙江 杭 州 人 ， 国家 一 级 注 册 结 构 师 ， 从事 建 筑 结 构 设 计 工 作 。
后 才可 施工 下一 层 ， 层均 有 预 应 力 大梁 增 加 了施 每
解 决底层大跨度问题的常规思路一般有以下两种 ：
一
是 各层 都用 １ 大跨 柱 网 ， ８ｍ 每层设 置 预应 力
大梁 。这 种方 法在 结构 设计 上 比较简 单 ， 力 明确 ， 受 但 存在较 多 问题 。首 先 是 大 跨 度 预应 力 梁 比较 多 ，
２ ０
浙
江
建
筑
２１ ００年
第２ ７卷
高 。这 些 因素 否 定 了各 层 均 设 大跨 度 预 应 力 梁 的
方案。 二是 在 ２层 楼 面设 置 预 应 力 转 换 大 梁 ， ２层 以 上 加设 中柱 ， 网跨 度减 小为 ９ｍ（ 柱 由于使 用 功 能 的
大梁 的张拉 ， 图 ２ ｂ 。此方 案 可 以计 人上 部楼 层 见 （） 框 架梁 的 刚度 ， 担转 换托 梁 的负担 ， 分 减小 托梁 的截 面高度 。经计 算 ， 方案 能最 大 限度 减 小 预应 力 托 此
孙 烨
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（ 浙江工业大学建筑规划设计研究院， 浙江 杭州 ３０ １） １０４
摘 ． ： 实 训 楼 工 程 底 层 柱 网跨 度 １ 上 部 柱 网跨 度 ９ｍ， 进 行 托 柱 转 换 设 计 。针 对 该 工 程 的 实 际情 况 ， 论 几 种 转 换 要 某 ８ｍ， 需 讨 方 案 。 通 过计 算 比较 分 析 ， 其 中选 取 相 对 合 理 的 类 预 应 力 空腹 桁 架 转 换 方 式 进 行 转 换 设 计 ， 得 了工 程 经 济 性 、 工 难 度 、 工 在 取 施 施
杭州 下沙某 学 院 实训 楼 工 程 为 ４层 框架 结 构 。 由于使用 功能 的要求 ， 设计 成底 层柱 网跨 度 １ 的 ８ｍ 大跨 形式 。该楼 总 高 度不 能 超 过 周 边 建筑 ， 层 又 底 有较 高 的使 用净 高 要 求 ， 层 层 高 均 有 限制 。 楼 面 各 使用荷 载较 大 ， 程 预算 也 比较 紧 张 。 因此 如何 合 工
筑 平面见 图 １ 。
图 １ 建 筑 平 面
跨 度大 ， 面大 （ 高约 １ｍ） 配筋 大 ； 各 层 都有 截 梁 ， 且
预应力 梁 ， 求各 层 均 采用 较 高 强 度 等级 的混凝 土 要 （４ ） ， Ｃ ０ … 经济 性 不 好 ； 次 ， 应 力 梁 张 拉 要求 每 其 预 施 工一 层就 必须 等 待混 凝 土 到 达强 度 方 可 张拉 ， 然
预应力 大梁 ， 只需 在 ２层 张 拉 一 次 ， 低 了施 工 难 降 度 ， 短 了施工 周期 。理 论上 这个 转换方 案可 行 ， 缩 但
２ ａ 。 ２层楼 面混 凝 土达 Nhomakorabea 强度 时对 转换 大 梁 进 （）当
行张拉 。上 部 ３层 楼屋 面则 可 以按传 统 方 式施 工 。
这个方 案 中 ， 上部 ３层楼 面 的荷 载 由 中柱 传 给 ２层
利用 屋 面上空 的高 度 ， 层 的 净 高可 以得 到 最 大 限 每
度 的保证 。
浙 江建筑 ， ２ 第 ７卷 ， ６期 ，０ ０年 ６月 第 ２１
Ｚ ｅ ａ ｇＣ ｎｔ ｃｉ ， ｏ．７， ｏ６， ｕ ．０ ０ ｈｊ ｎ ｏ ｓ ｕ ｔ ｎ Ｖ １ ｉ ｒ ｏ ２ Ｎ ． Ｊ ｎ ２ １
大 跨 度预 应 力转 换 构 件 设 计 的探 讨
Ｄｉｃ ｓ ｉｎ ｎ ｔ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｈ ａ ｇ — ａ ｓ ｕ ｓｏ ｓ ｏ ｈ ｓｇ ｆ ｅ Ｌ ｒ ｅ Ｓｐ ｎ ｔ
理解决 大 跨 度 问 题 ， 为 该 工 程 结 构 设 计 的 一 个 成
难点 。
１ 工 程 简 介 及 两 种 常 规 的 设 计 思 路
该 工程 平面 大 致 呈 “ ” ， ４层 ， 部 ３层 。 Ｌ型 共 局 １ 层高 ７ ５ｍ， ４层 层 高均 为 ４ ２ｍ， 面标 高 层 ． ２— ． 屋
梁 的截 面高度 ， 预应 力 转换 梁 高度 可 减小 至 １ ６ｉ， ． ｎ 满 足使用 净空 的要 求 。 （） ２ 吊梁方 案 。即将 预 应 力 大梁 设 置 于屋 面 之
上 ， 吊柱 吊挂 下部 楼 面 ， 图 ２ ｃ 。此 方 案 可 以 设 见 （）
限制 ， 建筑 要求 采用 ９ｍ跨柱 网。若增设 两 排柱 ， 对 转换 大 梁 受 力 更 有 利 ） 。此 托 梁 转 换 方 案 见 图
工 期 等各 方 面 的平 衡 点 ， 好 地 解 决 了 该 工 程 的设 计难 点 。 以下 将 设 计 中 的关 键 点 进 行 简 要 叙 述 ， 较 以供 探 讨 。 关麓词： 跨度建筑 ； 换 ； 应力 ； 腹桁架 ； 大 转 预 空 张拉
中 豳 分类 ． ，Ｕ３５ Ｉ 号 Ｔ ７ ． 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ８— ７ ７ ２ １ ） ６—０ １ ０ １０ ３ ０ （０ ０ ０ ０ ９— ４
２ ．０ 。１ 半高 处设 有 局部 夹 层 及参 观 走 廊 。底 ０ １０ 层
层 要求跨 度 为 １ 用 于设 备 的安放 和使用 ， ８ｍ， ２层 以 上 柱 网可缩 小 。底 层 要 求使 用 荷 载 １ Ｎ ｍ ， ０ｋ ／ ２层 使 用荷 载 ５ｋ ／ ３～ Ｎ ｍ ， ４层 使 用 荷 载 ３ｋ ／ Ｎ ｍ 。建
工 难度 和施 工周期 。另 外 ， 每层 设 置 大梁 ， 会影 响 ２
～
４层 楼 层 净 高 ， 楼 的 总 高 有 限制 ， 法 加 大 层 且 无
收 稿 日期 ：０ ０—０ ０ ２１ ４— １ 作者简介 ： 孙 烨 （ ９６ ） 男 ， １７ 一 ， 浙江 杭 州 人 ， 国家 一 级 注 册 结 构 师 ， 从事 建 筑 结 构 设 计 工 作 。
后 才可 施工 下一 层 ， 层均 有 预 应 力 大梁 增 加 了施 每
解 决底层大跨度问题的常规思路一般有以下两种 ：
一
是 各层 都用 １ 大跨 柱 网 ， ８ｍ 每层设 置 预应 力
大梁 。这 种方 法在 结构 设计 上 比较简 单 ， 力 明确 ， 受 但 存在较 多 问题 。首 先 是 大 跨 度 预应 力 梁 比较 多 ，
２ ０
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筑
２１ ００年
第２ ７卷
高 。这 些 因素 否 定 了各 层 均 设 大跨 度 预 应 力 梁 的
方案。 二是 在 ２层 楼 面设 置 预 应 力 转 换 大 梁 ， ２层 以 上 加设 中柱 ， 网跨 度减 小为 ９ｍ（ 柱 由于使 用 功 能 的
大梁 的张拉 ， 图 ２ ｂ 。此方 案 可 以计 人上 部楼 层 见 （） 框 架梁 的 刚度 ， 担转 换托 梁 的负担 ， 分 减小 托梁 的截 面高度 。经计 算 ， 方案 能最 大 限度 减 小 预应 力 托 此