浅谈无粘结预应力砼密肋楼盖结构的特点与施工

2008-03-30虞明海

建筑科技与管理 2008年10期

虞明海

【摘要】一栋建筑物中，楼盖约占土建总造价的20%～30%；在钢筋砼高层建筑中，楼盖的自重约占总自重的50%～60%,因而降低楼盖的造价和自重对整个建筑物来讲是至关重要的。本文分析了密肋楼盖的特点和无粘结预应力砼密肋楼盖的受力特性，介绍了一个应用实例，提出了无粘结预应力砼密肋楼盖结构的施工要求，可供同类工程应用中参考。

【关键词】无粘结预应力砼；密肋楼盖；结构特点；施工

The Structural Characteristic and Construction of the Unbonded Prestressed Concrete Ribbed Flat Slabs

Yu Ming-hai

(New steel construction company river's west new remaining Xinyu Jiangxi 338001)

【Abstract】Floors take up as much as 20%~30% of the cost of a building. In ahigh-rise reinforcedconcrete building, their deadweight accounts for 50%~60% of the overall deadweight. Therefore it is important to lower the cost and deadweight of the floors. In this paper, It is analyzed the characteristic of concrete ribbed flat slabs and forced characteristic of the unbonded prestressed concrete ribbed flat slabs. One applied example is introduced. It is put forward the constructional request, it can bring reference with alike engineering application.

【Key words】Unbonded prestressed concrete；Ribbed flat slabs；Structural characteristic；Construction

1. 前言

楼盖是水平承重结构，是建筑的重要组成部分。楼盖结构将楼面荷载传递给竖向承重结构，通过竖向承重结构传递给基础，再由基础传递给地基。楼盖结构不但将其上的荷载传递给竖向承重结构，同时也将各竖向承重结构连接成一个整体，成为竖向承重结构的水平支撑，从而增加了竖向承重结构的稳定性，使之能更好的发挥其承载作用。楼盖结构与竖向承重结构牢固连接后，使房屋结构的整体性增加，刚度增大，变形减少，受力性能可以更好的发挥。因此，结构对楼盖的要求是:在竖向荷载的作用下，要满足承载力和竖向刚度要求；在楼盖自身水平面内要有足够的水平刚度和整体性；要与竖向结构有可靠的连接，以保证竖向力和水平剪力的传递。

密肋楼盖属于现浇楼盖，由于肋的间距小，板厚很小，梁高也较肋形楼盖小，结构自重较轻。密肋楼盖中使用无粘结预应力钢筋就形成了无粘结预应力砼密肋楼盖。密肋楼盖受力合理、造型美观、经济效益显著，但过去由于设计和施工等方面的原因，密肋楼盖结构很少采用。随着电子计算机技术的迅猛发展，对密肋楼盖体系有了成套的交叉梁计算程序，施工技术方面采用塑料模壳和多种支撑形式，密肋楼盖体系逐步得到应用。

一栋建筑物中，楼盖约占土建总造价的20%～30%；在钢筋砼高层建筑中，楼盖的自重约占总自重的50%～60%,因而降低楼盖的造价和自重对整个建筑物来讲是至关重要的。无粘结预应力砼密肋楼盖满足经济的要求并且适应现代建筑结构的发展要求，因此工程界不断的努力研究无粘结预应力砼密肋楼盖的应用，改善性能、优化设计、合理施工，使有限的材料充分发挥作用，在安全可靠的前提下，达到降低建筑物造价的目的。

2. 密肋楼盖的特点

密肋楼板是以可重复利用的塑料模壳、玻璃钢模壳或一次性填充的轻质块为模板，由薄板和小间距肋梁形成的大跨度单向或双向板。其原理类似一块大厚板，采用较大间距的双向钢筋网，将其间区格部分砼挖掉(处在受拉区的，类似T形梁的机理)，既省砼，又可减轻自重，其跨高比可做得较大。其特点如下:

2.1 适用范围广。密肋楼盖体系适用跨度和荷载较大的大空间、多层或高层建筑，如商业楼、办公楼、图书馆、车站、候机楼等大中型公共建筑，也适用于多层工业厂房、仓库等。对大空间的单层民用和工业建筑的屋盖也是经济适用的。

2.2 刚度大、整体性好。大量的有限元分析、室内模型试验和实际试点工程加载试验表明密肋楼板的挠度小，刚度大，整体性好。

2.3 省材料、造价低。密肋楼盖体系与一般楼盖体系相比，可节省钢材和砼30%～40%，降低楼板造价1/3左右，且施工时采用塑料模壳，以塑代木，可重复使用50次上，大量节省木材。

2.4 降低层高。在相同房间净高的要求下，密肋楼盖能有效地减少建筑层高，降低工程造价30%左右。当前地价昂贵，按土地占工程造价的20%计算，可节约造价3.3%左右。可见降低层高能减小建筑空间体积，还可以降低建筑采暖、空凋的设备运行费用。

2.5 造型美观。密肋楼盖结构本身造型美观，特别是密肋间距大于1.0m时，不设吊顶砼肋梁形成的藻井很漂亮，室内空间效果优雅，国外许多公共建筑还特意暴露这种结构。

2.6 降低楼板和建筑自重。密肋楼盖由于减少了楼板的砼量，楼板自重也大为降低。节省吊顶、降低层高，建筑自重也减少较多。支撑楼板的梁、柱、墙和基础的荷载也随之减少，这样可减小构件截面，减少配筋，节约砼和钢材，降低造价。

2.7 施工便利。对施工机具无特殊要求，施工工艺简单，砼浇筑量少，速度快，基本可以做到随意开洞。

3. 无粘结预应力砼密肋楼盖的受力特性

楼板对抵抗垂直荷载和侧向荷载的整个结构体系都有影响,它起着整体的二维作用。在垂直方向,它通过弯曲承受楼盖的荷载;在水平方向,它起隔板作用或起连接柱子的作用。由于施加了预应力的密肋楼板在自身平面内的刚度较大,整体性较好,因而能够有效地将水平剪力传递到剪力墙或密排柱等抗侧力构件上,且使各柱受力均匀,减小了剪力的滞后效应。密肋楼盖实质上是一种掏空的无梁楼盖体系,其结构性能介于井式梁板与无梁平板结构之间,当井式梁板中梁的间距不断减小时即成为密肋板。但由于楼板与肋梁的共同作用,其受力特点又有别于这两种结构,设计计算方法也不一样。就扭转刚度D_xy与弯曲刚度D_x（或D_y)的比值而言,该值在平板中最大, D_xy=D瓁,而在井式梁中近似为零,密肋楼板中该值则介于两者之间,即0xy_{/D_x <1。相应地,在进行结构的设计计算时,一般井式梁是按节点竖向变形相等的原则进行分析的,不考虑另一方向井式梁扭转刚度在抗扭时对节点变形和杆件内力的影响。而双向密肋楼盖结构中肋梁抗扭刚度相对较大,另一方向的扭转对节点的变形和杆件内力有不同程度的影响,设计中须加以考虑。事实上,由于楼盖的双向挠曲使得肋梁截面必然弯、扭复合受力,在梁腹的内侧,弯扭引起的剪力是叠加的,而在外侧则是叠减的。}

4. 无粘结预应力砼密肋楼盖应用实例

某大楼主体七层（图1）,底层层高4.20m ,其余层高均为 3.90m ,部分楼盖采用无粘结预应力密肋楼盖,密肋间距为1210mm×1235mm(角点为905mm×930mm),肋高780mm ,板厚80mm。梁、板、柱砼强度等级均为C30 ,板主筋为Ⅰ级筋 ,梁主筋为Ⅱ级筋 ,采用聚丙烯塑料模壳成型 ,专用模壳支承系统。其密肋楼盖的整体分析采用等代框架法进行。在竖向荷载和水平荷载作用下将肋梁合并到柱子上成为等代框架,梁高取肋梁实际高度,梁宽取有关肋梁宽度之和。应用TBSA程序计算出整体结构的内力,再对楼盖部分用有限元法单独分析。

5. 无粘结预应力砼密肋楼盖结构的施工

5.1 工艺流程。无粘结预应力筋的下料和镦头→梁、板支模→绑扎肋梁内非预应力筋→铺放管线→ 在预应力筋张拉端安装锚具垫板、留设穴模→无粘结预应力筋铺设、定位→绑扎板内非预应力筋→隐蔽工程验收→浇注梁、板砼→砼养护→张拉无粘结预应力筋→切割张拉端多余预应力筋→端部封锚。

5.2 施工工艺

5.2.1 预应力筋的铺设及定位

（1）无粘结预应力筋送到施工现场后，及时检查其:规格、尺寸和数量，逐根检查其端部配件无误后，再分类堆放。

（2）根据设计要求，肋梁内设置双向正反抛物线连续多跨无粘结预应力筋故铺设时采取对每个纵横筋交叉点相应的两个标高进行比较，标高较低的预应力筋先进行铺设，标高较高的次之。避免两个方向的预应力筋相互穿插铺设。

（3）定位时，按预应力筋布置曲线图，采用支撑钢筋控制其垂直高度。支撑钢筋焊在梁箍筋上，间距0.5～1.0m。预应力筋按其曲线形状用铁丝绑扎在支撑钢筋上。要求无粘结预应力筋位置的垂直偏差，在梁内为±l0mm。

5.2.2 梁、板支模

（1）密肋楼盖采用合适肋距的聚丙烯塑料模壳。

（2）在支承肋梁的钢梁或方木两侧，设置可拆的小角钢或小方木来支承塑料模壳，施工可简便的安塑料模壳，拆模时，只需将小角钢或小方木拆下即可脱下模壳。

（3）钢支撑系统支模拆模灵活，可利用一般施工的钢管柱在顶部加可定位支撑钢梁或木梁的节点。

（4）在浇灌混凝上后，一般气温下约3d后即可拆除模壳，而肋梁的支承梁和支撑则按一般混凝上的要求以后拆模。