摘要:本文结合工程实例,详细阐述了地下室顶板有粘结预应力技术的设计与施工要点,并在与一般钢筋混凝土楼板比较分析的基础上,对其先进的使用性能及良好的经济性进行了深入探讨和总结。
关键词:有粘结预应力;地下室顶板;钢筋混凝土楼板;配筋;经济性
1工程概述
湖南某住宅小区由多栋10～13层小高层和多层住宅组成,总建筑面积达10万m2。其中室外地下室顶板采用预应力技术,以充分利用顶板带来的空间,平时顶板下为室内停车场,战时则为6级物质库,并顶板上种植绿草、修造花园等公共设施,以营造舒适、生活休闲功能齐全的高尚社区。本工程柱网尺寸主要为8.0m×8.0m,地下室顶板上覆土1000mm,并且有人防要求。由于荷载大(覆土荷载、消防车荷载和人防荷载)、抗裂要求高,故该工程的地下室顶板采用有粘结预应力无梁楼盖技术,其平面布置见图1。
2有粘结预应力预应力地下室顶板的设计验算
2.1计算模型和设计参数
本工程地下室顶板室外覆土1000mm,混凝土强度等级为C35,fc=16.7N/mm2,非预应力筋为Ⅱ级钢,fy=300N/mm2,预应力筋采用直径为Φs15.2,fptk=1860N/mm2级低松驰钢绞线,张拉控制应力取0.7fptk=1302MPa。设计荷载为:板厚300mm自重:7.5kN/m2,其它恒载:20.0kN/m2,正常使用活载:3.5kN/m2,消防车荷载:20kN/m2,人防等效荷载:65kN/m2。
由于地下室顶板荷载大并且分布不同,边界条件复杂,同时还要考虑温度应力(本工程考虑25℃温差)的影响,而计算模式不同,不同位置的应力值将相差较大,所以采用了能有效地反映板的支承条件的板、梁、柱共同作用的空间结构模式来计算板在各种荷载工况下的应力——即采用空间有限元程序SAP来进行计算分析,在各种荷载工况下最大应力结果见表1。
2.2顶板的抗冲切验算
在进行顶板设计时,在柱子位置可适当增加柱帽(本工程为大小为3000mm×3000mm,根部加高500mm的柱帽),易计算楼板在各种工况下的抗冲切验算完全能满足要求。
2.3正常使用条件下顶板的抗裂控制条件
对于抗裂控制条件,混凝土结构设计规范(GB50010-2002)比无粘结预应力混凝土结构技术规程(JGJ/T92-2004)抗裂度要求略高,而且没有后者具体,因此对于板结构,我们认为,无论有粘结筋还是无粘结筋,抗裂度统一可以按(JGJ/T92-2004)取值。
因此在正常使用条件下的,抗裂验算可采用如下公式:
(1)在荷载效应的标准组合下:
σck-σpc≤1.0ftk(1)
式中:σck——荷载效应的标准组合产生的应力;
σpc——预应力等效荷载产生的应力;
(2)在荷载效应准永久组合产生的应力
σcq-σpc≤0.4ftk(2)
式中:σcq——荷载效应准永久组合产生的应力
对于在消防车荷载及人防荷载条件下,可不用按上述条件要求计算,只需在强度条件满足的前提下,另外复算消防车荷载下的裂缝宽度为0.2mm以内即可。
