預應力板柱結構

預應力板柱結構是用後張法將預製好的板、柱組成為整體預應力混凝土房屋。

結構介紹

用後張法將預製好的板、柱組成為整體預應力混凝土房屋。這種結構的柱距較大，樓層無梁、無柱帽；在節點處，依靠穿過柱的預應力鋼筋及板和柱間的摩擦力來承受荷載。在地震區或高層建築中可加設剪力牆，是一種抗震性能較好的框架結構體系。這種體系由南斯拉夫B.澤澤利在1956年於南斯拉夫塞爾維亞材料試驗研究所（IMS）研究成功,因而國際上也稱為IMS-▊e▋elj體系。

1957年在貝爾格勒建成第一座整體預應力板柱結構房屋。這種體系經受了1969年在巴尼亞盧卡發生的兩次 8度地震的考驗，在國際上得到確認。1970年獲國際預應力混凝土協會 (FIP)的第一批五枚獎章中的一枚。南斯拉夫已大量套用這種體系建成多層、高層住宅及其他建築，匈牙利用這種結構建造了26層的高樓，蘇聯、奧地利、義大利、古巴等國也都分別引用。中國於唐山地震後從1977年起開始研究這種體系。1979年，在北京建成第一幢試驗樓，以後在各地陸續興建了這種體系的一些住宅和其他建築。

主要構件

構造承受垂直荷載的構件是樓板、邊梁和柱。樓板為雙向密肋板，用抗壓強度40兆帕以上的混凝土製成。板和板間及周邊板和邊梁間形成明槽，房屋的預應力筋即安設在明槽內，肋邊上部外伸到槽內的鋼筋可增加板的連續性。

樓板四角帶直角缺口,樓板和柱之間留有2～3厘米的空隙，樓板安放在臨時支撐上後,用高強砂漿將空隙灌滿，砂漿強度達到28兆帕以上時，便可對穿過各柱縱橫向的預應力鋼筋進行張拉，使板和柱擠緊，產生可靠的連線。張拉後向柱內孔洞壓灌水泥漿，在明槽內灌細石混凝土，從而形成整體性很高的樓層。周邊板外設邊梁或陽台等構件以承受預應力和支承外牆。陽台板、雨篷等懸臂構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塊小樓板拼裝而成，拼板的大小根據運輸和起重設備的能力而定。常用的拼裝方法有：偶配法（先預製好一塊板作為側模，再預製相鄰的板，並在垂直於拼縫的小肋的預留孔內，插入鋼筋進行拼裝）及明槽拼接法（在拼縫內增設傳力墊塊和伸出的U形鋼筋相連線）。

用抗壓強度為40兆帕以上的混凝土製成2～4層樓高的非預應力長柱。柱上無牛腿，在設定樓板處，沿兩個相互垂直的軸線方向設有穿預應力筋的孔洞。柱和柱的連線可用水泥漿來錨接鋼筋或用伸出鋼筋焊接等方法。

剪力牆為板和柱以外的重要承載構件，主要承受風荷載和地震產生的水平荷載。剪力牆的設定應儘可能對稱，從基礎貫穿到屋頂。一般設在樓梯間、山牆和單元分隔處。剪力牆可以現澆或預製，但都應和板、柱聯成整體。現澆牆可通過柱的伸出鋼筋和柱相聯接，預製牆可採用附加的水平預應力筋和柱相聯。在高層建築中或強震地區的建築中也可用垂直預應力加強。

構件大都是預製的，在現場主要是組裝和預應力張拉。為提高抗彎安全度和節省鋼材，多採用折線預應力配筋。

結構計算樓板按四角支承的雙向肋形樓板計算。對結構形成階段與使用階段，應採用等效框架法分別計算預應力、垂直荷載及地震荷載對結構的影響。和普通鋼筋混凝土框架剪力牆結構的計算相比，只是增加了預應力作用的計算，其餘部分基本相同。

結構特點

結構特點整體預應力預製板柱結構工程在結構上的最大特點為採用平接式摩擦節點。水平預應力作用所產生的垂直摩擦力遠比傳遞來的最大垂直荷載為大，垂直抗剪安全係數在 3以上。預應力起組裝和承載兩種作用，它使節點具有自行調節的柔性及較高的彈性恢復能力。這些特徵在經受天然地震和動力試驗中均得到驗證。

這種結構體系具有自重輕，安全度大,抗震性好,以及整體性高的特點，加上無梁無柱帽、天棚明淨，可在樓層上任意隔斷，因此，在要求大跨度的辦公樓、學校、工廠、倉庫等建築物上有良好的發展前景。