中型站房混凝土梁布置方式

发布于：2023-01-20 11:21:20 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

中型高铁站房，一般为二层站，二层候车厅一般柱距为12m、18m，跨度24m、27m、30m，常见的主次梁布置方式如下图两种。


布置方式一	布置方式二

布置方式一：顺轨向为一级次梁，垂轨向为二级次梁，一级梁间距一般同两侧配套用房柱布置，二级次梁间距为12/3=4m或18/4=4.5m。垂轨向框架梁为预应力梁。

布置方式二：垂轨向为一级次梁，顺轨向为二级次梁，一级次间距12/3=4m或18/4=4.5m，二级次梁间距同一级次梁相差不大形成双向板网格。垂轨向框架梁和一级次梁为预应力梁。

采用布置方式一，把一个柱距范围内的所有荷载（包括次梁自重）传递到框架梁，之后再传递到框架柱。而采用布置方式二，预应力次梁平摊了一半楼面荷载，并通过顺轨向框架梁将该部分荷载传给边柱。框架柱的轴向力几乎没有变化，但弯矩降低一半，根据N-M曲线，柱截面和配筋均能降低不少。且由于传递给垂轨向框架梁的荷载减少预应力梁的高度可以按照1/16-1/18来选取，相应地减少了层高,满足建筑净空要求。

梁中预应力筋布置-开来预应力：

当结构平面布置以及柱截面选定以后，就是如何在框架梁中合理地布置预应力筋了。预应力筋的布置对次弯矩会产生较大的影响，次弯矩其实是一种弹性调幅，是在不牺牲混凝土结构弹性性能（不开裂）的前提下，对较大的梁端负弯矩进行调幅，而且与钢筋混凝土结构调幅不一样的是，该调幅会影响柱的弯矩，这个次弯矩对柱的受力是有利的，尤其在顶层边柱大偏压构件中效应十分显著。

依然以单层单跨框架为例，如上图所示，标准正反抛物线以及直线布置的预应力曲线，反弯点系数为a，N_p1表示正反抛物线中的轴向压力，N_p2表示直线预应力筋中的轴向压力。

在N_p1作用下，正反抛物线的固端弯矩为M_pf=2N_p1e（1-a)/3，节点不平衡弯矩为N_p1e₁,柱弯矩分配系数为k=4i_c/(4i_c+2i_b)，则可以求出梁端次弯矩为M₂=k(M_pf-N_p1e₁),从此式可以看出，对次弯矩起有利作用的是抛物线的矢高（反弯点系数a有一些影响，但影响不大），端部弯矩因为预应力筋张拉点在梁形心的上侧，所以起不利作用，也就是说按抛物线布置的预应力曲线始终会因为端部等效弯矩的存在而使次弯矩效应要有所降低。


主效应	次效应

综合效应

再研究一下直线筋N_p2，很直观地，在这种情况下，预应力次弯矩为M₂=kN_p2e₂,即直线预应力筋的张拉点在梁形心下侧，对次弯矩起有利作用。因为现浇框架梁是T型截面，形心更偏于腹板上侧，所以直线布置的预应力筋相较抛物线型会取得更大的次弯矩效应，而这个次弯矩会在弹性阶段直接降低柱端弯矩。特别需要强调的是，这个次弯矩并不“次要”，有时候数值还很大。

综上所述，针对顶层预应力框架梁，得出以下经验供大家参考：

1.在顶层框架跨度低于18m时，采用直线+抛物线的布筋方式；

2.在跨度超过18m时，均采用直线预应力筋。

此方法设计的预应力大跨度梁，可以使得在弹性阶段，梁端负弯矩接近于0，从而使顶层框架梁在使用阶段基本接近简支梁，也就是实现了施工构造上刚接、实际受力接近于铰接的理想状态。梁端负弯矩的配筋计算，完全可以按照规范公式来进行，只是预应力筋位于受压区，取值不同于受拉区而已，这里不再鳌述。因为梁端负弯矩数值已经极低，在使用阶段基本上不会开裂，受压区高度系数也远小于0.3，抗震性能也能有效保证。

知识点：中型站房混凝土梁布置方式