淺談現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板設(shè)計(jì)與施工

范偉霞 卓 敏

淺談現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板設(shè)計(jì)與施工

范偉霞 卓 敏

對現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行了介紹,闡述了當(dāng)前混凝土空心板的設(shè)計(jì)計(jì)算方法及各種方法的計(jì)算原理,并結(jié)合施工工藝指出了施工中應(yīng)注意的事項(xiàng),以期促進(jìn)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心板結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用。

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板,特點(diǎn),計(jì)算方法,施工工藝

鋼筋混凝土現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板結(jié)構(gòu)是近幾年來新興的結(jié)構(gòu),廣泛應(yīng)用在大空間商場、圖書館、教學(xué)樓和大開間的住宅。鋼筋混凝土現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板是在現(xiàn)澆實(shí)心板中按一定規(guī)則埋置永久式空心內(nèi)膜,經(jīng)現(xiàn)場澆筑混凝土形成空腔以達(dá)到減輕樓蓋自重,而板承載力基本不變的一種新型現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系。

1 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板特點(diǎn)

鋼筋混凝土現(xiàn)澆空心樓板結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)[1]：

1)結(jié)構(gòu)高度較小。在層高不變的情況下增加了樓層凈空,容易滿足建筑功能的要求;

2)減輕了結(jié)構(gòu)自重?，F(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心無梁樓蓋由于采用了預(yù)埋金屬螺旋管成孔,大大減輕了樓板的自重,不同程度上減小了樓板、柱及基礎(chǔ)等構(gòu)件的負(fù)擔(dān),對結(jié)構(gòu)是非常有利的;

3)結(jié)構(gòu)受力特性較好。設(shè)計(jì)中,考慮在柱上板帶施加一定的預(yù)應(yīng)力,提高了整個板塊的剛度,對板的撓度及裂縫寬度起到有效的控制,使結(jié)構(gòu)受力更為合理,并可減少鋼筋的用量。柱上板帶支座部位為實(shí)心樓板,且預(yù)應(yīng)力的施加對提高板的抗沖切能力有一定的有利影響,提高了板的抗沖切能力,柱帽的設(shè)計(jì)與施工也較為簡單;

4)施工簡便。金屬螺旋管抗?jié)B性能較好,且具有足夠的強(qiáng)度和剛度,不易變形及破損,施工布管只需將其綁扎在鐵馬凳上即可,操作簡單,質(zhì)量易于控制;

5)經(jīng)濟(jì)性較好。由于現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心無梁樓蓋較普通混凝土無梁樓蓋板自重有較大幅度的減小,所以板混凝土和板鋼筋用量也有較大幅度的減小。由于板自重的減小,板傳遞給柱及基礎(chǔ)的荷載也必然減小,整個結(jié)構(gòu)受力更為合理,混凝土及鋼筋用量也相應(yīng)減小。

2 設(shè)計(jì)計(jì)算原理

現(xiàn)澆空心板自產(chǎn)生時起,就提出了按剛度等效的實(shí)心無梁樓蓋的計(jì)算方法。近年來隨著國內(nèi)外對空心板研究的不斷深入,在設(shè)計(jì)方法方面相繼提出了一些能夠滿足工程精度要求的近似算法,其思路主要是將板轉(zhuǎn)化成某種形式的實(shí)心板。但不管是哪種方法對現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算理論還處于初步探索階段,當(dāng)前混凝土空心板的計(jì)算方法大致可歸結(jié)為以下幾種[2]：

1)等代網(wǎng)格梁法。

根據(jù)管的布置方向,將板垂直管方向橫截面簡化為Ⅰ形截面,順管方向橫截面簡化為空腹梁,分別計(jì)算兩個方向單位寬度空心板截面剛度,按橫截面抗彎慣性矩等效轉(zhuǎn)化為等高度的梁,按交叉網(wǎng)格梁系進(jìn)行空間內(nèi)力分析,雙向分別按梁進(jìn)行計(jì)算配筋。

2)模擬空間網(wǎng)架有限元分析法。

將空心板模擬成空間網(wǎng)架,劃分為桿系有限元。上、下翼緣區(qū)混凝土為上、下弦桿,腹桿區(qū)即管間混凝土為剪力鍵,樓板可按空間網(wǎng)架模型進(jìn)行有限元分析。

3)Ⅰ形截面厚板法。

當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度在翼緣厚度以內(nèi)時,假定空心板縱橫向單位寬度板條抗彎線剛度相同,采用彈性薄板理論,按照與實(shí)心板類似方法,查表或進(jìn)行平板有限元分析。

4)等效框架法、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法。

把整個結(jié)構(gòu)分別沿縱、橫柱列兩個方向劃分,并將其視為縱向等效框架和橫向等效框架,分別進(jìn)行計(jì)算分析。多層結(jié)構(gòu)采用分層法簡化?？倧澗卦谥ё翱缰邪凑战?jīng)驗(yàn)系數(shù)分別分配給柱上板帶和跨中板帶,空心區(qū)域仍采用等效Ⅰ形截面進(jìn)行內(nèi)力及配筋計(jì)算。

3 施工工藝及施工注意事項(xiàng)

施工工藝[3]：樓板定位放線→支設(shè)模架系統(tǒng)→底板彈線→綁扎樓板底板排鋼筋→預(yù)留、預(yù)埋施工→鋼筋隱蔽工程中間驗(yàn)收→安裝內(nèi)膜箱體→鋪設(shè)操作走道→綁扎樓板上排鋼筋→固定抗浮鋼筋及鉛絲→鋼筋隱蔽工程檢查驗(yàn)收→安裝混凝土輸送設(shè)備→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)→拆除模架系統(tǒng)。

施工過程中應(yīng)注意：1)采取措施,防止空心管上浮;2)在混凝土未澆筑前,避免直接踩管,造成空心管破碎,降低空心板空心率;3)空心板混凝土澆筑時應(yīng)采用有效可靠的振搗方法,可以采用平板振搗器,或與直徑小的振搗棒相結(jié)合的方法進(jìn)行施工;4)空心管接頭處應(yīng)留有不小于 50mm的實(shí)心混凝土部分,空心管距支座邊緣應(yīng)留有不小于 100mm的實(shí)心混凝土部分。

4 結(jié)語

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心板結(jié)構(gòu)是目前國內(nèi)正大力推廣的一種新技術(shù),它有著較高的空心率,同時施工也十分方便。這種樓蓋整體性好,跨越能力和抗震能力強(qiáng),有效的降低結(jié)構(gòu)層高度,獲得較好的使用空間,節(jié)約混凝土材料的用量,降低造價,取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]畢 瓊,廖榮權(quán),淡 浩.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].四川建筑,2003(12)：73-75.

[2]CECS 175∶2004,現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[3]王文仲,費(fèi)英華,王 營.現(xiàn)澆排管混凝土空心樓板設(shè)計(jì)與施工[J].低溫建筑技術(shù),2004(6)：64-65.

Tentative discussion on the design and construction of cast-in-situ p restressed hollow slab

FAN W ei-xia ZHUO M in

This paper introduces the features of cast-in-situ prestressed hollow slab structure,expounds its design calculationmethods and various calculation p rinciples,and points out cautions in construction by combiningwith construction technology,with a view to promote the application of cast-in-situ prestressed hollow slab structure.

cast-in-situ prestressed hollow slab,characteristics,calculation methods,construction technology

TU756.44

A

1009-6825(2011)03-0037-02

2010-09-28

范偉霞(1982-),女,碩士,工程師,深圳市市政設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣東 深圳 518029

卓 敏(1979-),女,碩士,講師,浙江水利水電專科學(xué)校,浙江杭州 310018