龔立志

摘 要：本文結合工程實例，對高層住宅采用無粘結預應力扁梁平板結構的設計與施工要點進行分析，旨在與同行探討。

關鍵詞：高層住宅 預應力 扁梁 平板結構 設計 施工

1.工程概況

某高檔住宅小區(qū)由5棟31層的建筑組成，地下為2層車庫，中間庭院的平面尺寸約為40m×150m，不設溫度伸縮縫（見下圖）。高層住宅的首層為架空層，連同中間庭院一起形成一個面積萬余平方米的花園。中間庭院需考慮消防車進入。庭院板上留有幾個直徑5.6m的洞，將地面景觀引入地下車庫，、面積巨大的地下車庫也因有了自然采光及通風而避免了壓抑感，且可節(jié)省造價及使用費用。車庫基本柱網(wǎng)尺寸7.6m×8.1m，要求結構層高度不超過450mm。

結構設計需解決超長混凝土板風的溫度應力，中間庭院與塔樓之間的構造，大柱網(wǎng)、重荷載下的結構層高度等問題，還需滿足開洞的要求。為此，綜合采用了預應力技術和留后澆帶、采用梁柱滑動支座等措施。

2.結構布置及特點

2.1結構體系及優(yōu)點

中間庭院地面層為大面積超長混凝土結構，受溫度變化影響較大，其溫度應力及混凝土收縮徐變應力均需考慮。最近在類似工程中的處理方法主要是在樓面結構中施加預應力，使樓蓋中存在較大的軸向壓力，具有抵抗溫度、收縮應力的能力，而且預應力筋還能承擔外加荷載，因此，為在這類結構中不設縫，施加預應力是一種十分有效而且簡便的解決方法。

經綜合分析考慮，選用無粘結預應力混凝土扁梁平板結構體系。預應力扁梁的截面尺寸1200mm×450mm，預應力平板的厚度為200mm，梁板混凝土的強度等級為C40。本工程采用預應力混凝土扁梁平板結構的優(yōu)點是：

（1）與預應力梁平板結構相比，寬扁梁的高度可減至450mm，同時因梁寬較大，減小了板的計算跨度。

（2）與預應力無梁平板相比，扁梁平板結構易滿足抗沖切要求，板為四邊支撐，受力條件優(yōu)于柱支攪板，較為經濟。

（3）扁梁平板結構允許在板上開孔，不會影響周邊構件。

2.2后澆帶留設

為防止預應務筋張拉前因混凝土收縮而開裂，沿150m方向設3道后澆帶，帶寬2.4m（見上圖），后澆帶均設在較小跨的跨中。在后澆帶之間、后澆帶與建筑物邊緣間的梁板中預應力筋通長布置，在后澆帶或建筑物邊緣處張拉?？邕^后澆帶的梁板中布置短預應力筋，待補澆后澆帶后梁板面張拉，使梁板中預應力筋達到連續(xù)目的。

主塔樓與中間庭院交接處也用后澆帶隔開，同時將庭院邊梁節(jié)點設計成鉸接，允許水平方向有一定程度的位移。

3.預應力設計

3.1荷載取值

庭院地面層的消防車道及覆土荷載均為20KN/m2，由于在使用期內覆土是長期作用在結構上的，因此在使用極限狀態(tài)驗算時將上述荷載按恒載考慮更符合實際情況?？沽延嬎銜r，荷載按短期效應組合與施工期間組合進行計算，梁板截面受拉邊緣混凝土應力不大于1.0γftk。強度極限狀態(tài)驗算時，按活荷載20KN/m2 考慮。預應力梁板計算，采用陳曉寶編《預應力混凝土建筑結構設計系列軟件》PRCS2.0。

3.2預應力筋布置

無粘結預應力筋采用1860 級Фj15.24低松弛鋼絞線，OVM 單孔夾片錨和擠壓錨。板中預應力筋以4根(個別3根)為一組，組距約1.4m，呈帶狀雙向曲線布置。設計時在圖紙上標出各部位預應力筋根數(shù)、起止位置、張拉端與固定端標記，并繪制預應力筋的豎向曲線，標出反彎點標高。扁梁中通長布置18UФj15.24，分為4束，在張拉端分散布置。由于連續(xù)梁板結構的關鍵截面在內支座處，因此跨過后澆帶的短預應力筋數(shù)量可減少，梁中為10UФj15.24，板中每組減為2根。

3.3張拉控制應力

預應力筋張拉控制應力σcon=0.75fptk，對長度大于35m而受周邊構件影響不允許兩端張拉的情況，σcon提高為0.78 fptk。

3.4普通鋼筋配筋及扁梁節(jié)點構造

板中普通鋼筋為雙層雙向Φ12@150mm。扁梁的上下縱向鋼筋均為8~11Φ25。在扁梁框架節(jié)點外核心區(qū)角部設置垂直拉筋與扁梁縱向鋼筋搭接，構成受扭封閉箍筋；在外核心區(qū)內部設置垂直受剪拉筋作抗剪箍筋。上述拉筋均Φ10@100mm。

4.預應力施工工藝

4.1普通鋼筋綁扎

后澆帶范圍內梁的箍筋暫不綁扎，以便張拉時千斤頂進入。板面鋼筋在無粘結預應力筋鋪設并經初調后再鋪設，后澆帶范圍內同方向的面筋也不綁扎，以便張拉。

在梁柱節(jié)點處，正確處理普通鋼筋與預應力筋的相互關系相當重要。該處不僅有梁鋼筋及預應力筋通過，且柱筋需在節(jié)點內彎折，柱筋的彎鉤也會影響預應力筋的位置。雙向梁不分主次，兩層鋼筋在上，兩層預應力筋在下。由于制圖時疏忽了指定柱筋彎鉤的高度，施工人員按鋼筋混凝土結構的習慣綁扎，結果許多柱筋彎鉤阻擋了另一方向梁預應力筋的通過，需進行調整，造成一些返工。

4.2預應力筋鋪設

梁中預應力筋嚴格按設計要求的曲線布置，每隔1m 設一個固定架控制曲線高度，預應力筋全部穿入梁內后將其綁扎在固定架上。板中預應力筋在梁支座處直接鋪放在梁筋上，在反彎點處用固定架控制預應力筋標高，在跨中處直接將預應力筋綁扎在板底筋上。

4.3后澆帶處作法

后澆帶處用細孔鋼絲網(wǎng)做端部模板，施工相當方便。需注意的是，細孔鋼絲網(wǎng)應設在錨墊板的外側，以保證內側混凝土密實，張拉前需鑿除少量混凝土。若細孔鋼絲網(wǎng)設在錨墊板內側，則難以保證錨墊板后面的混凝土密實。

4.4預應力筋張拉

預應力梁板混凝土達到75% 設計強度標準值后，采用4套YDC240型千斤頂張拉。張拉程序為：0→10%σcon→100%σcon錨固。張拉次序為：先張拉板預應力筋，再張拉梁預應力筋。板筋依次張拉，即從結構一邊向另一邊按順序張拉；梁筋按對稱原則張拉。張拉過程實行雙控管理，即以應力控制為主，伸長校核為輔。預應力筋張拉完畢后，隨即調整后澆帶范圍內的鋼筋，并用微膨脹混凝土澆滿，再張拉跨過后澆帶的短預應力筋。

4.5孔道摩擦損失測試

正式張拉前，選擇15根板筋進行孔道摩擦損失試驗。根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算，當k取值0.002 ， μ為0.018，遠小于《無粘結預應力混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ/T92~93)的規(guī)定。

5.結束語

該高層住宅小區(qū)中間庭院地面層大面積、大柱網(wǎng)、重荷載、不設縫結構采用無粘結預應力扁梁－平板，既降低了結構層高度，又滿足了板上開洞的要求，對類似工程具有參考價值。在大面積結構中局部采用預應力結構時，采用后澆帶及梁柱水平鉸接等技術措施，可有效地建立預應力，不影響其他構件。在大面積超長結構施工中采用后澆帶、連續(xù)預應力筋等技術，保證了結構不出現(xiàn)收縮及溫度裂縫。