什么是预应力板柱结构?

[拼音]：yuyingli banzhu jiegou

[外文]：IMS prefabricated skeleton building system

用后张法将预制好的板、柱组成为整体预应力混凝土房屋。这种结构的柱距较大，楼层无梁、无柱帽；在节点处，依靠穿过柱的预应力钢筋及板和柱间的摩擦力来承受荷载。在地震区或高层建筑中可加设剪力墙，是一种抗震性能较好的框架结构体系。这种体系由南斯拉夫B.泽泽利在1956年于南斯拉夫塞尔维亚材料试验研究所（IMS）研究成功，因而国际上也称为IMS-▊e▋elj体系。1957年在贝尔格莱德建成第一座整体预应力板柱结构房屋。这种体系经受了1969年在巴尼亚卢卡发生的两次 8度地震的考验，在国际上得到确认。1970年获国际预应力混凝土协会 (FIP)的第一批五枚奖章中的一枚。南斯拉夫已大量应用这种体系建成多层、高层住宅及其他建筑，匈牙利用这种结构建造了26层的高楼，苏联、奥地利、意大利、古巴等国也都分别引用。中国于唐山地震后从1977年起开始研究这种体系。1979年，在北京建成第一幢试验楼，以后在各地陆续兴建了这种体系的一些住宅和其他建筑。

承受垂直荷载的构件是楼板、边梁和柱。楼板为双向密肋板，用抗压强度40兆帕以上的混凝土制成。板和板间及周边板和边梁间形成明槽，房屋的预应力筋即安设在明槽内，肋边上部外伸到槽内的钢筋可增加板的连续性。楼板四角带直角缺口，楼板和柱之间留有2～3厘米的空隙，楼板安放在临时支撑上后，用高强砂浆将空隙灌满，砂浆强度达到28兆帕以上时，便可对穿过各柱纵横向的预应力钢筋进行张拉，使板和柱挤紧，产生可靠的连接。张拉后向柱内孔洞压灌水泥浆，在明槽内灌细石混凝土，从而形成整体性很高的楼层。周边板外设边梁或阳台等构件以承受预应力和支承外墙。阳台板、雨篷等悬臂构件和柱群张拉在一起。在楼梯间或有其他垂直通道通过的地方，则选用开孔楼板。

大柱距的楼板通常由数块小楼板拼装而成，拼板的大小根据运输和起重设备的能力而定。常用的拼装方法有：偶配法（先预制好一块板作为侧模，再预制相邻的板，并在垂直于拼缝的小肋的预留孔内，插入钢筋进行拼装）及明槽拼接法（在拼缝内增设传力垫块和伸出的U形钢筋相连接）。

用抗压强度为40兆帕以上的混凝土制成2～4层楼高的非预应力长柱。柱上无牛腿，在设置楼板处，沿两个相互垂直的轴线方向设有穿预应力筋的孔洞。柱和柱的连接可用水泥浆来锚接钢筋或用伸出钢筋焊接等方法。

剪力墙为板和柱以外的重要承载构件，主要承受风荷载和地震产生的水平荷载。剪力墙的设置应尽可能对称，从基础贯穿到屋顶。一般设在楼梯间、山墙和单元分隔处。剪力墙可以现浇或预制，但都应和板、柱联成整体。现浇墙可通过柱的伸出钢筋和柱相联接，预制墙可采用附加的水平预应力筋和柱相联。在高层建筑中或强震地区的建筑中也可用垂直预应力加强。

构件大都是预制的，在现场主要是组装和预应力张拉。为提高抗弯安全度和节省钢材，多采用折线预应力配筋。

楼板按四角支承的双向肋形楼板计算。对结构形成阶段与使用阶段，应采用等效框架法分别计算预应力、垂直荷载及地震荷载对结构的影响。和普通钢筋混凝土框架剪力墙结构的计算相比，只是增加了预应力作用的计算，其余部分基本相同。

整体预应力预制板柱结构工程在结构上的最大特点为采用平接式摩擦节点。水平预应力作用所产生的垂直摩擦力远比传递来的最大垂直荷载为大，垂直抗剪安全系数在 3以上。预应力起组装和承载两种作用，它使节点具有自行调节的柔性及较高的d性恢复能力。这些特征在经受天然地震和动力试验中均得到验证。

这种结构体系具有自重轻，安全度大，抗震性好，以及整体性高的特点，加上无梁无柱帽、天棚明净，可在楼层上任意隔断，因此，在要求大跨度的办公楼、学校、工厂、仓库等建筑物上有良好的发展前景。