浅谈现浇预应力空心板

浅谈现浇预应力空心板090936朱铮摘要现浇预应力空心板在工程中的广泛应用为建筑功能的多样性、灵活性布局要求提供了更大的空间,可操作性强,质量易于控制,施工周期短,建筑效果好。本文就现浇预应力空心板的一些基本问题进行了论述关键词：现浇预应力空心板1.现浇预应力空心板的优势现浇混凝土空心楼盖，是按照一定规则放置埋入式内模后，经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖，其中内模是楼盖中用以形成空腔且不取出的空心或实心的筒体或箱体。它利用预制空心楼板的概念，将内模埋入混凝土板中，减少靠近中性轴的混凝土，从而达到既不降低承载力又能减轻自重的目的。预应力空心板结构是预应力技术与现浇空心板结构的结合，它既能提供大空间，又能减轻结构自重，结构技术效果十分理想。通过计算分析，在普通荷载条件下，预应力空心板结构在12m～15m跨度内开始显现其经济优势，15m以后这种优势更为明显，且随着跨度继续增大，预应力空心板结构的经济效果将越来越显著。在实际工程应用中，大跨度预应力现浇空心板是极其具有优势的。它由于板的自重轻，刚度大，施工简单，使用方便等特点，在全国范围内已经得到了极其广泛地应用。同等跨度的预应力空心板与预应力实心板相比较，预应力现浇空心板的自重要更轻一些，板的厚度则要厚一些，但预应力空心板的刚度要比预应力实心板的刚度大许多，预应力筋的矢高也要高一些，这样更能够发挥出预应力配筋的优势，因此预应力空心板的抗裂，抗变形性能和承载力要由于预应力混凝土实心板。就结构性能来说，预应力现浇空心板要优于预应力实心板。目前国内所涉及的预应力混凝土实心板，最大跨度也就是在14m以内，但预应力空心板的最大跨度已经达到了24m。2．设计原则预应力现浇空心板与普通现浇预应力混凝土实心板在设计和计算上没有本质的区别，但更近似于预应力密肋板的设计。空心板的材料可选用高强薄壁水泥管，防水纸管或铁皮波纹管。一般空心管在板中单向连续布置,板的计算模型为单向板体系。根据板两边支座约束能力,可将支座约束简化为简支,或考虑支座构件的部分抗扭能力。计算单元可选取相邻空心管中至中宽度作为单位截面尺寸,计算单向构件体系的截面积及截面刚度。为达到较好的经济效益,尽量降低板自重,通常预应力空心板的孔隙率不应低于30%。预应力钢筋的配置原则可参照《无粘结预应力混凝土结构技术规程》中无粘结预应力板的构造要求。预应力空心板在预应力钢筋张拉端及锚固端存在较大局部应力集中,为使预加压力均匀的传至空心板整个截面,在张拉端及锚固端应有足够的实心区域以实现压应力扩散。同时,因存在空心板肋内预应力钢筋配束超过1束的情况,考虑预应力筋在肋内集束布置,在锚固端及张拉端分散锚固,应考虑预应力钢筋散开所需距离。3．注意问题1．大跨度预应力空心板由于更近似预应力筋密肋板，因此空心管间的小肋，实际上起到了肋梁的作用，不但要承担荷载产生的弯曲变形和剪切变形，还要传递预应力筋产生的平均压应力，因此肋梁的普通钢筋应按照梁的配筋方法设计，采用封闭箍筋的办法，预应力筋放在带有封闭箍筋的肋梁中。2．预应力现浇空心板的自重要考虑截面孔隙率和体积孔隙率的区别，如果在板的边缘和板的双向均设有实心板带，则板的自重应按照体积孔隙率来计算，如果仅按照截面孔隙率计算，板的实际自重会被少算。3．应考虑空心板的正交异性问题。这个问题主要是由于使用空心管材料造成两个方向刚度的差引起的，一般在10%以内，但还是需要考虑的。在大跨度预应力双向板的设计中，如果使用空心管，则必须使用短管，否则会造成预应力筋在另一个方向无法布置。4．大跨度压应力空心板应适当考虑竖向地震力的作用，一般预应力楼板和预应力空心板不参与水平地震力的传递。虽然规范没有要求，但还是应参照混凝土抗震规范的要求，对大跨度板在极限承载力计算中适当考虑竖向地震力的作用。4．工程中的应用大跨度预应力现浇空心板的应用主要是如下几种形式：1）内核心筒外框架高层结构楼板内核心筒外框架高层结构楼板，这种结构通常是做到20层左右，楼板的跨度为9m-14m，板厚在250mm-350mm之间。在板中铺设空心管材料，一般板的截面孔隙率能够达到35%-40%左右，在空心管间的小肋中铺放无粘结预应力筋，预应力主要起到提高板的刚度，控制板的变形和裂缝产生的作用，预应力配筋通常按照二级抗裂控制，如果设计合理，不但使楼板和整体结构的受力性能达到最优，而且能够降低综合造价。2）局部大跨度预应力现浇空心板局部大跨度预应力现浇空心板，有单跨和连续跨形式，主要是用于教室，会议室等大跨度部位，一般常见于框架剪力墙结构，采用大跨度预应力现浇空心板，可以去掉会议室和教室内的梁，形成一个大的平板，增加室内的净空，由于是采用预应力现浇空心板这种结构形式，楼板的自重也较轻，施工起来也比较方便。通常楼板的跨度在12m-24m之间，板厚在350mm-800mm之间。预应力筋通常布置在板的肋梁和实心板带中，预应力在楼板受力中起到强度和刚度的作用。预应力通常采用无粘结预应力形式，但当板的跨度超过20m,板的厚度超过500mm时，为稳妥起见应该考虑采用有粘结预应力的形式。3）预应力空心板板柱结构这种结构通常跨度在12m-14m之间，板厚在300mm-400mm之间。空心管或空心块通常放置在跨中板带上，柱上板带一般做成预应力实心板，是否加柱帽主要由抗冲切计算决定，在跨中板带的空心板里有时加预应力有时不加预应力，预应力筋均为无粘结预应力筋。