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[摘要]:无梁板结构在新加坡、阿联酋等国外设计施工技术已经非常成熟,由于我国没有把无梁板的专项设计内容纳入混凝土结构设计规范,规范没有统一的原则和方法可遵循,我国一些文献各抒己见,差别很大,设计实际处于无章可循的状态。本文着重介绍迪拜迈丹商务港(DuBai Meydan Business Park)项目上无梁板的应用实例和施工方法,可作为国内无梁板设计及施工的参考。
[关键词]:无梁板结构 ,预应力, 后张法
[abstract] : no beam slab structure in Singapore, the united Arab emirates and other foreign design construction technology has very mature, because our country not beam slab of no special design contents into the concrete structure design codes, no unified standard principles and methods can follow, some Chinese literature, supplies ideas, and very different design actual are without the state chapter to follow. In this paper, DuBai Wallace Dan commercial port (DuBai Meydan Business Park) projects without the beam slab application examples and construction method, and can be used for domestic no beam slab design and construction reference.
[key words] : no beam slab structure, prestressed, this method
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
迪拜迈丹商务港项目位于迪拜Nad Al Sheba区,距迪拜跑马场1.5公里,占地为567×198M共112266M2,建筑面积316078 M2,由18幢无梁板结构的6-14层的建筑群组成。无梁板结构相对于普通的有梁楼层板结构有着支模简单、钢筋易布、节省层高、楼板底平等优点并且经济性佳[1] ,本文对后张拉预应力系统在该项目上的应用作一阐述。
一、无梁板应用细部类型列举及预应力筋排布
后张法预应力楼层板结构细部类型列举及分析
柱帽及柱上托板有三个功能,一是增强平板与柱的连结,增强结构的刚度;二是可以缓和柱对平板的冲切作用;三是可以减小板的计算跨度和柱的计算长度。以下为几种典型后张法预应力板应用范围见图1. (本项目选用图1中的3型)
图1.后张法预应力应用范围
张拉后导管内的处理
张拉后导管内要水泥浆固结的预应力系统见图2.(本项目采用)
图2.固结张拉系统
张拉后导管内不需要水泥浆固结的预应力系统见图3.
图3.无固结张拉系统
无梁板后张法预应力双向拉结筋排布(以本项目N号楼典型层为例)
平面图见图4.
图4. N号楼典型层后张法预应力板张拉筋双向排布平面图
剖面图见图5.
图5. N号楼典型层后张法预应力板剖面图
二、预应力张拉计算与关键步骤施工
后张法预应力楼层板在荷载下内力的计算可以用结构设计软件SAP2000来建模计算。
后张拉预应力施工
本项目使用预应力钢束为高强度低松弛钢绞线,预应力钢绞线1×7 -15.20-1860-GB/T 5224-2003,标准强度为 1860Mpa,参考截面积为140mm2。
预应力筋的张拉
准备工作:1、张拉前检查孔道是否堵塞,检查锚垫板是否与预应力筋垂直,张拉力作用线与预应力的轴线是否重合一致;检查锚具与锚垫板是否紧密结合,清除锚垫板上的杂物;混凝土的强度是否达到设计要求,且高于设计标号70%。2、计算预应力筋张拉应力值及理论长度(本例举:5束钢绞线)1)预应力钢绞线Φ15.20加载应力计算①控制应力:δcon=0.75δ =0.75×1860=1395Mpa②控制张拉力(5束钢绞线):P=1395×140×5=976.5KN(无超张拉)③初应力:根据规范初应力为张拉控制应力的10%~25%,在此取0.1δcon。δcon初 =0.1×1395=139.5Mpa初始张拉力(5束钢绞线):P初=139.5×140×5=97.65KN2)张拉理论长度计算
①钢绞线伸长量ΔL精确计算公式[2]如下:
式中:P—预应力钢筋张拉端的张拉力,(N);
L—从张拉端至计算截面的孔道长度,(m);
θ—从张拉端至计算截面的孔道曲线部分切线的夹角之和,(rad);
K—孔道每m局部偏差对磨擦的影响系数;
μ—预应力钢筋与孔道壁的磨擦系统;
Eg—预应力钢筋的弹性模量,(Mpa);
Ay—预应力钢筋截面面积,(mm2)
由多曲线段或直线段与曲线段组成的曲线筋,张拉伸长值应分段计算,在计算时,首先应将每段两端扣除孔道摩阻损失后的拉力求出,然后再按计算公式求得每段的张拉伸长值,再将每一段预应力的伸长值相加就得出整段预应力筋的伸长值。
②钢绞线伸长量ΔL在平均张拉力下计算公式如下: △L=PpL/(EpAp)式中:
Pp ——预应力筋的平均张拉力(N)L——预应力筋的实际长度(mm)Ep——预应力筋的弹性模量(Mpa)
Ap——预应力筋的截面面积(mm2)
其中预应力筋(钢绞线)平均张拉力Pp计算为:
Pp=P[1-e-(kx+μθ]/(kx+μθ)式中:
P——预应力筋的张拉力k——每米孔道局部偏差对摩阻影响的系数x——从张拉端至计算截面的孔道长度。μ——预应力筋与孔道壁之间的摩阻系数。θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(rad)。2.1.2 张拉1、预应力张拉时,按顺序对称、分批、分阶段张拉,以防过大偏心压力导致空心板出现阶段较大的侧弯现象。2、预应力张拉采用双控的方法,钢铰线张拉控制应力采用1860×75%,以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值的偏差不超过6%。3、滑丝、断丝若超过规定,进行更换,如不能更换,可提高其它束的控制拉力,但最大张拉力不超过千斤顶的额定能力,也不超过80% δcon。4、在张拉控制应力稳定状态下进行锚固,并保留尾索24小时以观测回缩值。切割锚具外的预应力筋用高速切割机切割,切割预留3cm。5、張拉如发生异常,应立即停止,待原因查明后方可继续张拉。
压浆
压浆前的准备工作:1、割切锚外钢丝:应用切割机切割,严禁用烧割方式切割。预应力筋割切后的余留长度不得少于3cm。2、封锚:锚具外面的预应力筋间隙应用环氧树脂胶浆或棉花和水泥浆堵塞,以免冒浆而损失灌闪压力。封锚应留排气孔。3、洗孔道:孔道在压浆前应用压力水冲洗,以排气孔内粉渣等杂物,保证孔涎畅通,保持孔道润滑,而使水泥浆与孔壁的结合良好。在冲洗过程中,如发现有冒水、漏水现象,则应及时堵塞漏洞;当发现有串孔现象,又不易处理时,应判明串孔数量,在压浆几个串孔同时压注,或者某一孔道压浆后,立刻对相邻孔道用高压水彻底冲洗。
水泥浆的拌制1、水泥浆的主要技术条件:1)、水泥:宜采用硅酸盐水泥或普通水泥;采用矿碴水泥时,应加强检验,防止材性不稳定,水泥的标号不宜低于P.O42.5号。2)、强度:不低于设计强度40Mpa。3)、泌水性:最大不超过3%,拌和后3h泌水率宜控制在2%,24h后泌水应全部被浆吸收。4)、流动性:在流动性测定仪上进行试验,水泥浆片仪器内流出时间不超过6S。5)、膨胀率:水泥浆中(通过试验)查渗入适当膨胀剂如铝粉等,铝粉等,侣粉的掺入量约为水泥用量的0.01%,水泥浆掺入膨胀后的自由膨胀应小于10%。6)、收缩率:不大于2%。
2、水泥浆的拌和 先下水再下水泥,拌和时间不少于1分钟,灰浆过筛后存放于储浆桶内,此时桶内灰浆仍要低速搅拌,并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成,水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40分钟。
压浆施工压浆时应按孔道自下而上的顺序压浆,压浆时应缓慢、均匀的进行,不得中断,并应将所有最高点排气孔依次一一放开和关闭,使孔道内排气畅通。较集中和邻近的孔道,宜尽量先连续压浆完成,不能连续压浆时,后压浆的孔道应在压前用压力水冲洗通畅,压浆进程中及压浆后48h内。结构砼的温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当气温高于35 ℃时,压浆宜在夜间进行。浆的稠度控制,用标准稠度筒测试,一般控制在15秒至20秒之间。
三、结束语
通过对迪拜项目无梁板结构的应用阐述,提供给广大技术人员了解无梁板结构在高层房建项目领域的应用实例,同时可作为国内无梁板设计及施工的参考。
[参考文献]
[1] 朱聘儒《双向板无梁楼盖》中国建筑工业出版社,1999.
[2] 朱新实,刘效尧 主编。预应力技术及材料设备—北京:人民交通出版社,2004.12
作者简介:徐灵根,男,1976.12,工程师,本科,从事建筑施工。
[关键词]:无梁板结构 ,预应力, 后张法
[abstract] : no beam slab structure in Singapore, the united Arab emirates and other foreign design construction technology has very mature, because our country not beam slab of no special design contents into the concrete structure design codes, no unified standard principles and methods can follow, some Chinese literature, supplies ideas, and very different design actual are without the state chapter to follow. In this paper, DuBai Wallace Dan commercial port (DuBai Meydan Business Park) projects without the beam slab application examples and construction method, and can be used for domestic no beam slab design and construction reference.
[key words] : no beam slab structure, prestressed, this method
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
迪拜迈丹商务港项目位于迪拜Nad Al Sheba区,距迪拜跑马场1.5公里,占地为567×198M共112266M2,建筑面积316078 M2,由18幢无梁板结构的6-14层的建筑群组成。无梁板结构相对于普通的有梁楼层板结构有着支模简单、钢筋易布、节省层高、楼板底平等优点并且经济性佳[1] ,本文对后张拉预应力系统在该项目上的应用作一阐述。
一、无梁板应用细部类型列举及预应力筋排布
后张法预应力楼层板结构细部类型列举及分析
柱帽及柱上托板有三个功能,一是增强平板与柱的连结,增强结构的刚度;二是可以缓和柱对平板的冲切作用;三是可以减小板的计算跨度和柱的计算长度。以下为几种典型后张法预应力板应用范围见图1. (本项目选用图1中的3型)
图1.后张法预应力应用范围
张拉后导管内的处理
张拉后导管内要水泥浆固结的预应力系统见图2.(本项目采用)
图2.固结张拉系统
张拉后导管内不需要水泥浆固结的预应力系统见图3.
图3.无固结张拉系统
无梁板后张法预应力双向拉结筋排布(以本项目N号楼典型层为例)
平面图见图4.
图4. N号楼典型层后张法预应力板张拉筋双向排布平面图
剖面图见图5.
图5. N号楼典型层后张法预应力板剖面图
二、预应力张拉计算与关键步骤施工
后张法预应力楼层板在荷载下内力的计算可以用结构设计软件SAP2000来建模计算。
后张拉预应力施工
本项目使用预应力钢束为高强度低松弛钢绞线,预应力钢绞线1×7 -15.20-1860-GB/T 5224-2003,标准强度为 1860Mpa,参考截面积为140mm2。
预应力筋的张拉
准备工作:1、张拉前检查孔道是否堵塞,检查锚垫板是否与预应力筋垂直,张拉力作用线与预应力的轴线是否重合一致;检查锚具与锚垫板是否紧密结合,清除锚垫板上的杂物;混凝土的强度是否达到设计要求,且高于设计标号70%。2、计算预应力筋张拉应力值及理论长度(本例举:5束钢绞线)1)预应力钢绞线Φ15.20加载应力计算①控制应力:δcon=0.75δ =0.75×1860=1395Mpa②控制张拉力(5束钢绞线):P=1395×140×5=976.5KN(无超张拉)③初应力:根据规范初应力为张拉控制应力的10%~25%,在此取0.1δcon。δcon初 =0.1×1395=139.5Mpa初始张拉力(5束钢绞线):P初=139.5×140×5=97.65KN2)张拉理论长度计算
①钢绞线伸长量ΔL精确计算公式[2]如下:
式中:P—预应力钢筋张拉端的张拉力,(N);
L—从张拉端至计算截面的孔道长度,(m);
θ—从张拉端至计算截面的孔道曲线部分切线的夹角之和,(rad);
K—孔道每m局部偏差对磨擦的影响系数;
μ—预应力钢筋与孔道壁的磨擦系统;
Eg—预应力钢筋的弹性模量,(Mpa);
Ay—预应力钢筋截面面积,(mm2)
由多曲线段或直线段与曲线段组成的曲线筋,张拉伸长值应分段计算,在计算时,首先应将每段两端扣除孔道摩阻损失后的拉力求出,然后再按计算公式求得每段的张拉伸长值,再将每一段预应力的伸长值相加就得出整段预应力筋的伸长值。
②钢绞线伸长量ΔL在平均张拉力下计算公式如下: △L=PpL/(EpAp)式中:
Pp ——预应力筋的平均张拉力(N)L——预应力筋的实际长度(mm)Ep——预应力筋的弹性模量(Mpa)
Ap——预应力筋的截面面积(mm2)
其中预应力筋(钢绞线)平均张拉力Pp计算为:
Pp=P[1-e-(kx+μθ]/(kx+μθ)式中:
P——预应力筋的张拉力k——每米孔道局部偏差对摩阻影响的系数x——从张拉端至计算截面的孔道长度。μ——预应力筋与孔道壁之间的摩阻系数。θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角(rad)。2.1.2 张拉1、预应力张拉时,按顺序对称、分批、分阶段张拉,以防过大偏心压力导致空心板出现阶段较大的侧弯现象。2、预应力张拉采用双控的方法,钢铰线张拉控制应力采用1860×75%,以伸长值进行校核,实际伸长值与理论伸长值的偏差不超过6%。3、滑丝、断丝若超过规定,进行更换,如不能更换,可提高其它束的控制拉力,但最大张拉力不超过千斤顶的额定能力,也不超过80% δcon。4、在张拉控制应力稳定状态下进行锚固,并保留尾索24小时以观测回缩值。切割锚具外的预应力筋用高速切割机切割,切割预留3cm。5、張拉如发生异常,应立即停止,待原因查明后方可继续张拉。
压浆
压浆前的准备工作:1、割切锚外钢丝:应用切割机切割,严禁用烧割方式切割。预应力筋割切后的余留长度不得少于3cm。2、封锚:锚具外面的预应力筋间隙应用环氧树脂胶浆或棉花和水泥浆堵塞,以免冒浆而损失灌闪压力。封锚应留排气孔。3、洗孔道:孔道在压浆前应用压力水冲洗,以排气孔内粉渣等杂物,保证孔涎畅通,保持孔道润滑,而使水泥浆与孔壁的结合良好。在冲洗过程中,如发现有冒水、漏水现象,则应及时堵塞漏洞;当发现有串孔现象,又不易处理时,应判明串孔数量,在压浆几个串孔同时压注,或者某一孔道压浆后,立刻对相邻孔道用高压水彻底冲洗。
水泥浆的拌制1、水泥浆的主要技术条件:1)、水泥:宜采用硅酸盐水泥或普通水泥;采用矿碴水泥时,应加强检验,防止材性不稳定,水泥的标号不宜低于P.O42.5号。2)、强度:不低于设计强度40Mpa。3)、泌水性:最大不超过3%,拌和后3h泌水率宜控制在2%,24h后泌水应全部被浆吸收。4)、流动性:在流动性测定仪上进行试验,水泥浆片仪器内流出时间不超过6S。5)、膨胀率:水泥浆中(通过试验)查渗入适当膨胀剂如铝粉等,铝粉等,侣粉的掺入量约为水泥用量的0.01%,水泥浆掺入膨胀后的自由膨胀应小于10%。6)、收缩率:不大于2%。
2、水泥浆的拌和 先下水再下水泥,拌和时间不少于1分钟,灰浆过筛后存放于储浆桶内,此时桶内灰浆仍要低速搅拌,并经常保持足够的数量以保证每根管道的压浆能一次连续完成,水泥浆自调制到压入管道的间隔时间不得超过40分钟。
压浆施工压浆时应按孔道自下而上的顺序压浆,压浆时应缓慢、均匀的进行,不得中断,并应将所有最高点排气孔依次一一放开和关闭,使孔道内排气畅通。较集中和邻近的孔道,宜尽量先连续压浆完成,不能连续压浆时,后压浆的孔道应在压前用压力水冲洗通畅,压浆进程中及压浆后48h内。结构砼的温度不得低于5℃,否则应采取保温措施。当气温高于35 ℃时,压浆宜在夜间进行。浆的稠度控制,用标准稠度筒测试,一般控制在15秒至20秒之间。
三、结束语
通过对迪拜项目无梁板结构的应用阐述,提供给广大技术人员了解无梁板结构在高层房建项目领域的应用实例,同时可作为国内无梁板设计及施工的参考。
[参考文献]
[1] 朱聘儒《双向板无梁楼盖》中国建筑工业出版社,1999.
[2] 朱新实,刘效尧 主编。预应力技术及材料设备—北京:人民交通出版社,2004.12
作者简介:徐灵根,男,1976.12,工程师,本科,从事建筑施工。