有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋在某地下室頂板中的應(yīng)用

商昊江

(福建省建筑科學(xué)研究院 福建福州 350025)

1 工程概況

本文工程上部為10棟30層左右的高層，均為剪力墻結(jié)構(gòu)，下部為大底盤地下室，地下室面積為46006.89m2，如(圖 1)所示。地下室共停機(jī)動車1307部，其中大型車車位82部，小型車車位 1204部，微型車停車位21部，本工程地下室人防設(shè)計等級為甲類核六級，常六級，設(shè)于地下一層，層高為3.6m～4.6m，地下室頂板采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋。

圖1 地下室平面

2 有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋的計算

2.1 荷載及內(nèi)力

以7.8m×6.5m標(biāo)準(zhǔn)跨為例闡述該頂板的設(shè)計。該項目地下室頂板的的覆土厚度為1.2m，取板厚為280mm，柱帽的平面尺寸按經(jīng)驗可取跨度的1/3，因此取為2.7m×2.3m，考慮柱帽對板帶的有效約束區(qū)域，取板帶的計算跨度為柱的軸線距離在兩端各扣除600mm。板帶縱橫兩方向的計算均應(yīng)考慮全部豎向荷載的作用，板帶在一個方向內(nèi)的總彎矩設(shè)計值M0為

b為帶寬，可取2000mmm，便于柱上板帶和跨中板帶的分配。荷載及內(nèi)力的計算如(表1)所示。

表1 荷載及內(nèi)力

2.2 抗彎承載力驗算

該頂板采用 C35混凝土，fc=16.7MPa，普通鋼筋采用HRB400，fv=360MPa，預(yù)應(yīng)力筋采用1860級高強(qiáng)低松弛有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，規(guī)格為Φ15.2，σcon=0.70fptk=1302N/mm2，κ =0.004，μ =0.09，控制應(yīng)力取0.7fptk=1320MPa，抗彎承載力驗算采用的計算公式為

經(jīng)過多次試算后，計算結(jié)果如(表2)所示，從表中可以看出抗彎承載力滿足要求，且對于這樣的跨度板厚的選擇是經(jīng)濟(jì)合理的。

表2 抗彎承載力計算

2.3 裂縫驗算

在荷載標(biāo)準(zhǔn)組合下，柱上板帶的支座彎矩較大，其截面邊緣拉應(yīng)力σsk≥ftk，故需驗算裂縫寬度，計算公式為

計算結(jié)果如(表3)所示，從表中可以看出最大裂縫寬度為0.0955mm，小于0.2mm，滿足要求;其余控制截面邊緣σ≤0，滿足要求。

表3 柱上板帶支座裂縫驗算

2.4 沖切驗算

沖切對于板柱結(jié)構(gòu)是重要的一個驗算環(huán)節(jié)，其包括①柱邊緣的沖切驗算;②柱帽邊的沖切驗算，計算結(jié)果如(表4、表5)所示，從表中可以看出兩者都滿足要求。在柱帽邊的沖切驗算中，若只考慮混凝土抗沖切承載力，則由(0.7βhft+0.25σpc，m)ηumh0得出的承載力為2580kN，仍滿足沖切的要求，因此，抗沖切箍筋可按構(gòu)造配置，如(圖2)所示，作為安全儲備。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)跨柱帽配筋示意

表4 柱邊緣沖切

表5 柱帽邊緣沖切

3 復(fù)雜受力情況的一些處理

3.1 超大跨度

為滿足建筑功能上的一些需要，結(jié)構(gòu)布置難免出現(xiàn)一些超大跨度的柱距，長跨方向9.2m，如(圖3)所示，對于這種情況，相關(guān)的處理有:增大板塊的厚度至330mm，并延伸至7.8m的這一標(biāo)準(zhǔn)跨;加大柱帽的平面尺寸至3.0m×2.5m，以減小跨度，加高柱帽至500mm，以滿足沖切的要求;在邊界處加大、加高側(cè)墻及梁的加腋如(圖4)所示，以上各種措施在增加自重不多的情況下可減小板的跨度，以達(dá)到滿足承載力及正常使用的要求，其驗算與標(biāo)準(zhǔn)跨相似，不再贅述。

圖3 大跨度板塊

圖4 梁、墻加腋大樣

3.2 不規(guī)則柱網(wǎng)

不規(guī)則柱網(wǎng)的形式往往表現(xiàn)為柱群軸線的交錯、跨度的大小不一等，如(圖5)所示，主要的處理措施是將交錯的區(qū)域用暗梁隔開，暗梁的寬度可大致采用柱帽的有效平面尺寸，明確傳力路徑，配筋可采用恒載+活載的組合進(jìn)行計算，其做法如(圖6)所示;由于ZM4上的柱上板帶的遠(yuǎn)端支座不是柱帽，而是位于兩柱之間，此處為柱上板帶預(yù)應(yīng)力鋼筋的支座，需增加普通鋼筋，以滿足支座受力的要求，在該處，采用增加受力鋼筋Φ16@200，分布范圍為6000mm，如(圖5)所示。

圖5 不規(guī)則柱網(wǎng)板塊處理示意

圖6 暗梁做法

4 構(gòu)造措施及施工相關(guān)事項

預(yù)應(yīng)力板鋼絞線板帶按兩段直線和四段拋物線布置，其曲線布置詳見(圖7)。

圖7 鋼絞線曲線布置

在后澆帶處的無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力短束，應(yīng)在后澆帶施工結(jié)束后，方可進(jìn)行張拉。后澆帶的處理如(圖8)所示，附加箍筋可防止混凝土的崩裂。除后澆帶跨外，后澆帶跨底模及其支撐待該跨混凝土封閉且張拉后才能拆除。

圖8 后澆帶的處理

5 結(jié)語

本文較為詳細(xì)地闡述了在地下室頂板中采用有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋的設(shè)計和施工，包括荷載的取值、內(nèi)力的計算，抗彎、裂縫及沖切的驗算，以及一些復(fù)雜情況的處理和構(gòu)造措施等，現(xiàn)該工程已完工兩年，經(jīng)過夏冬兩季溫度變化及我國南方雨水沖刷，地下室頂板無任何開裂、滲水現(xiàn)象，表明這個地下室頂板工程的設(shè)計施工安全、經(jīng)濟(jì)、合理。

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