大跨度现浇双向预应力空心板的优化设计.pdf

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1、广东建材2011年第7期建筑设计与装饰大跨度现浇双向预应力空心板的优化设计徐妍(珠海市规划设计研究院)摘要：本文介绍了大跨度现浇预应力空心板技术的应用特点，并结#7-程实例，简要说明双向预应力空心板的设计计算方法和步骤，最后对一些构造措施进行说明。关键词：预应力；双向；LPM；空心板；设计1前言2双向预应力空心板结构设计的一般步骤现浇预应力混凝土空心板是近年来国内外发展起(1)确定截面参数。通过试算，首先确定空心板的板来的一种全新的楼盖结构，板内布设轻质材料制作的筒厚，空心管的各种细部尺寸、上下层混凝土的厚度以及芯内模形成空心，内模之间有一定的间距，配置钢筋、现

2、空心管之间的肋净宽。浇混凝土后板内形成双向交叉梁，与上下钢筋混凝土面(2)截面折算。根据面积相等、惯性矩相等的原则，将层一起构成空心板的承力结构。现浇预应力空心楼板的空心板折算为等效的矩形截面。施工方式与混凝土楼盖及预应力混凝土楼盖完全相同，(3)计算预应力筋有效应力并试配预应力筋。但与现浇混凝土梁板楼盖、预应力混凝土板楼盖、现浇(4)计算荷载作用下的弯矩、剪力值。密肋混凝土楼盖等相比，现浇预应力混凝土空心楼板的(5)抗裂验算(包括裂缝宽度验算)、变形验算。优点突出。(6)抗弯强度计算、抗剪强度计算。预应力空心板结构与现浇混凝土梁板结构相比，能3设计实例降低水平

3、构件高度40％"-'60％；与预应力实心板相比，高度仅增加2％～5％，但是重量减轻2O％～5O％；特别适合于3．1工程特点及技术背景跨度为10~28m的钢筋混凝土结构。以某体育馆为例，该体育馆的室内游泳馆屋盖平面普通荷载情况下单向板厚度取为跨度的1／32～尺寸为36mX30m(图1)。经过使用功能与综合造价的全1／42，空心板实际的孔隙率为25％~60％，板实际折算厚面比较，确定采用双向向预应力现浇空心板结构形式。度为跨度的1／45-1／75；经济跨度为10~24mE。该方案施工简便，造价不高，特别是楼板厚度仅为，q。叩_．-。_{．-I-一I一⋯--『f』l『

4、irIL_lI-⋯_【I-一一_1厂一一一-1Jli／，—；_i——T8血I—一J_；lLI—jWL—l_一IrIl—／]fiii堇IiIIlL—．r—ILr—-一Je}l口：：：。——●l●IIlL1l《lrrr‘_——I广IL／1—{tilr《；iLL尸I_詈_酽mH一一IIlIl畸●_——1-——一一．—flmllIIl．1-I-I。I_．．1．_图1屋面结构平面图——43——建筑设计与装饰广东建材2011年第7期800ram，节省了建筑空间，尽可能减小了框架梁的断面，为本工程中轻质管组合单元示意图。组合单元为两管组改善了框架柱的受力状态，同时空心板所具有

5、的良好的合体，管宽之间留有次肋，取管长等于两管与一次肋宽隔声、隔热功能也为建筑环境及建筑节能创造了条件。度之和，这样就可以使双向空心板形成交叉主肋。本工程除结构自重之外的恒载为4．0KN／mz、活载为(2)沿板的四个角作4条45。斜线，并且过两个0．5KN／m。。45。斜线的交点作条连线，将空心板平面划分四个布管3．2空心板结构设计的特点区域(见图3)。通过将空心板平面划分为众多的小(1)采用“LPM轻质材料填充空心楼盖结构技术”。格，每个小区格内轻质管组合单元的朝向，与该区格弯矩较大值的方向(也是剪力的传递方向)⋯‘致(见图4)。在现有空心楼盖技术中，“LPM

6、轻质材料填充空心楼盖结构技术”是具有较多优点的一种，该技术已成功应用于多个奥运场馆中]。凰I11日日唾亘【13[强13[13四震旦日Ii该技术以异型截面的轻质管作为填充材料，其主体f}1日日亘雪画cij日旦日}f材料为高密度聚苯乙烯泡沫塑料。该技术的突出优点I：I1：日日目田四画cIj田四田目田日圄IIl是：①填充材料自重轻且不易破损；②空心率大；③方便四画理唧四管线安装；④填充材料吸水率小；⑤较适合双向板和预图3空心板内垂直图4空心板填充应力结构。荷载传递途径单元布置图(2)采用双向布置无粘结预应力筋的结构形式。此种布管方式的最大好处是在计算空心板的抗剪因为本

7、工程是双向板，为了充分发挥预应力的力学强度时，都可以按顺筒方向考虑，克服了填充筒体沿一性能优势，在两个方向都配置无粘结预应力筋。个方向布置时，横筒方向抗剪强度可能不足的缺点。3．3空心双向板的力学性能3．4确定截面参数在空心板结构中，对于空心板顺筒方向的受力性能空心板剖面如图5：板厚h，轻质管高f、宽d，管中毫无疑义，一般按面积相等、惯性矩相等的原则将空心心距板底h1，区隔之间肋宽el，区隔之内肋宽e2。轻质板折算成工字型截面梁计算[3]。但对于空心板结构的双管细部构造放大如右图，f1、f2、d1、d2所示为截面变化向受力性能一直存在争议，以大量的工程试验数据和

8、结处控制点尺寸。轻质管纵