某体育馆空腹式预应力梁的设计

陈庆武 哈尔滨工业大学建筑设计研究院 中国哈尔滨 150090

预应力混凝土结构构件一般是通过对预应力筋的张拉形成回弹挤压，使混凝土的截面内在投入使用前就受到一定数量且均匀分布的内压力，用来局部或全部抵消由于使用荷载而形成的应力。预应力混凝土梁具有刚度大、重量轻、抗裂抗震性能好等优点，特别适用于建造大跨度、低梁高结构。

1. 工程概况

辽宁某综合训练馆位于辽宁省本溪市。建筑总面积1.98万平方米。主体建筑为三层，地下一层，建筑总高度:28.8米。主要使用功能：地下一层为体育馆的附属设备用房；一层主要功能部分为游泳训练馆。二层设置了乒乓球训练场,摔交训练场和抬拳道训练场。三层为开敞的大空间运动场地，设置了羽球，篮球等运动场地。三层篮球场下为泳池上方大空间，跨度约为32m，采用了空腹式预应力梁。

2. 空腹式预应力梁设计

空腹式预应力梁净跨32.042m，梁截面尺寸为600x2200mm，布置2排预应力筋，每排2组各9根15.2mm预应力钢绞线，预应力筋采用fptk=1860N/mm2低松弛预应力钢绞线。采用后张有粘结工艺，预应力梁混凝土采用C40。篮球场恒载3.0 KN/m2、活载4.0 KN/m2，板厚140。相邻柱间跨度为8.7m，每跨间设1道预应力次梁，梁格间距4.35m，预应力次梁尺寸及配筋同主梁，每跨内平均72根钢绞线。梁身开洞面积为12.84m2，占梁身总面积的18%。梁身开洞布置及预应力筋布置见图1。

图1 预应力梁立面图

3. 与普通预应力梁比较

黑龙江某大学学生活动中心位于齐齐哈尔市。建筑总面积1.25万平方米。主体建筑为三层，地下一层，建筑总高度:23.8米。主要使用功能：地下一层为附属设备用房；一层主要功能部分为游泳池及办公用房。二层设置了乒乓球训练场，小排练室和篮球场。三层为看台及办公室。二层篮球场下为泳池上方大空间，跨度约为32m，采用了普通预应力梁。

普通预应力梁净跨32.002m，梁截面尺寸为600x2100mm，布置2排预应力筋，每排2组各9根15.2mm预应力钢绞线，预应力筋采用fptk=1860N/mm2低松弛预应力钢绞线。采用后张有粘结工艺，预应力梁混凝土采用C40。篮球场恒载3.0 KN/m2、活载4.0 KN/m2，板厚120。相邻柱间跨度为8.2m，每跨间设2道预应力次梁，梁格间距2.73m，预应力次梁尺寸同主梁，配筋为4组各7根15.2mm低松弛预应力钢绞线，每跨内平均92根钢绞线。

从上述两种预应力梁的计算结果可以的出以下结论：跨度及荷载等相似条件下，单根空腹式预应力梁混凝土用量为普通预应力梁的86%，预应力钢绞线用量为78%，普通钢筋用量相近。

4. 结语

本文结合实际的工程，简单介绍了空腹式预应力梁的设计，并与相似工程的普通预应力梁进行简单比较，可以看出空腹式在承载能力及造价上有较明显优势，可为相似工程的设计提供参考。