浅谈现浇预应力空心楼板设计与施工

范伟霞 卓 敏

浅谈现浇预应力空心楼板设计与施工

范伟霞 卓 敏

对现浇预应力空心楼板结构的特点进行了介绍,阐述了当前混凝土空心板的设计计算方法及各种方法的计算原理,并结合施工工艺指出了施工中应注意的事项,以期促进现浇预应力空心板结构的推广应用。

现浇预应力空心楼板,特点,计算方法,施工工艺

钢筋混凝土现浇预应力空心楼板结构是近几年来新兴的结构,广泛应用在大空间商场、图书馆、教学楼和大开间的住宅。钢筋混凝土现浇预应力空心楼板是在现浇实心板中按一定规则埋置永久式空心内膜,经现场浇筑混凝土形成空腔以达到减轻楼盖自重,而板承载力基本不变的一种新型现浇结构体系。

1 现浇预应力空心楼板特点

钢筋混凝土现浇空心楼板结构具有如下特点[1]：

1)结构高度较小。在层高不变的情况下增加了楼层净空,容易满足建筑功能的要求;

2)减轻了结构自重。现浇预应力空心无梁楼盖由于采用了预埋金属螺旋管成孔,大大减轻了楼板的自重,不同程度上减小了楼板、柱及基础等构件的负担,对结构是非常有利的;

3)结构受力特性较好。设计中,考虑在柱上板带施加一定的预应力,提高了整个板块的刚度,对板的挠度及裂缝宽度起到有效的控制,使结构受力更为合理,并可减少钢筋的用量。柱上板带支座部位为实心楼板,且预应力的施加对提高板的抗冲切能力有一定的有利影响,提高了板的抗冲切能力,柱帽的设计与施工也较为简单;

4)施工简便。金属螺旋管抗渗性能较好,且具有足够的强度和刚度,不易变形及破损,施工布管只需将其绑扎在铁马凳上即可,操作简单,质量易于控制;

5)经济性较好。由于现浇预应力空心无梁楼盖较普通混凝土无梁楼盖板自重有较大幅度的减小,所以板混凝土和板钢筋用量也有较大幅度的减小。由于板自重的减小,板传递给柱及基础的荷载也必然减小,整个结构受力更为合理,混凝土及钢筋用量也相应减小。

2 设计计算原理

现浇空心板自产生时起,就提出了按刚度等效的实心无梁楼盖的计算方法。近年来随着国内外对空心板研究的不断深入,在设计方法方面相继提出了一些能够满足工程精度要求的近似算法,其思路主要是将板转化成某种形式的实心板。但不管是哪种方法对现浇钢筋混凝土空心楼盖的设计计算理论还处于初步探索阶段,当前混凝土空心板的计算方法大致可归结为以下几种[2]：

1)等代网格梁法。

根据管的布置方向,将板垂直管方向横截面简化为Ⅰ形截面,顺管方向横截面简化为空腹梁,分别计算两个方向单位宽度空心板截面刚度,按横截面抗弯惯性矩等效转化为等高度的梁,按交叉网格梁系进行空间内力分析,双向分别按梁进行计算配筋。

2)模拟空间网架有限元分析法。

将空心板模拟成空间网架,划分为杆系有限元。上、下翼缘区混凝土为上、下弦杆,腹杆区即管间混凝土为剪力键,楼板可按空间网架模型进行有限元分析。

3)Ⅰ形截面厚板法。

当混凝土受压区高度在翼缘厚度以内时,假定空心板纵横向单位宽度板条抗弯线刚度相同,采用弹性薄板理论,按照与实心板类似方法,查表或进行平板有限元分析。

4)等效框架法、经验系数法。

把整个结构分别沿纵、横柱列两个方向划分,并将其视为纵向等效框架和横向等效框架,分别进行计算分析。多层结构采用分层法简化。总弯矩在支座及跨中按照经验系数分别分配给柱上板带和跨中板带,空心区域仍采用等效Ⅰ形截面进行内力及配筋计算。

3 施工工艺及施工注意事项

施工工艺[3]：楼板定位放线→支设模架系统→底板弹线→绑扎楼板底板排钢筋→预留、预埋施工→钢筋隐蔽工程中间验收→安装内膜箱体→铺设操作走道→绑扎楼板上排钢筋→固定抗浮钢筋及铅丝→钢筋隐蔽工程检查验收→安装混凝土输送设备→浇筑混凝土→混凝土养护→拆除模架系统。

施工过程中应注意：1)采取措施,防止空心管上浮;2)在混凝土未浇筑前,避免直接踩管,造成空心管破碎,降低空心板空心率;3)空心板混凝土浇筑时应采用有效可靠的振捣方法,可以采用平板振捣器,或与直径小的振捣棒相结合的方法进行施工;4)空心管接头处应留有不小于 50mm的实心混凝土部分,空心管距支座边缘应留有不小于 100mm的实心混凝土部分。

4 结语

现浇预应力空心板结构是目前国内正大力推广的一种新技术,它有着较高的空心率,同时施工也十分方便。这种楼盖整体性好,跨越能力和抗震能力强,有效的降低结构层高度,获得较好的使用空间,节约混凝土材料的用量,降低造价,取得较好的经济效益。

[1]毕 琼,廖荣权,淡 浩.现浇预应力空心楼板的结构设计[J].四川建筑,2003(12)：73-75.

[2]CECS 175∶2004,现浇混凝土空心楼盖结构技术规程[S].

[3]王文仲,费英华,王 营.现浇排管混凝土空心楼板设计与施工[J].低温建筑技术,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

范伟霞(1982-),女,硕士,工程师,深圳市市政设计研究院有限公司,广东 深圳 518029

卓 敏(1979-),女,硕士,讲师,浙江水利水电专科学校,浙江杭州 310018