【摘要】文章主要是對現(xiàn)澆預應力空心樓板的方案進行了比較與施工方法進行詳細的分析，供同類工程參考。
【關鍵詞】現(xiàn)澆預應力混凝土；空心板；設計；施工
1 引言
為了滿足建筑物的大跨度要求，目前做法有：采用混凝土或預應力混凝土框架梁、井字梁、密肋梁等；采用大跨度預應力混凝土空心樓板體系。大跨度預應力混凝土空心樓板體系是一種新型的結構形式，從制作工藝和施工方法上，可分為先張預制預應力混凝土空心板和后張現(xiàn)澆預應力混凝土空心板。前者就是SP板，引進美國技術生產(chǎn)，最大跨度達到18.6m，具有工廠化生產(chǎn)、質量易控制、機械化程度高、現(xiàn)場濕作業(yè)少、施工周期短等特點，目前在我國已得到應用，但其局限性也限制了其推廣。后張現(xiàn)澆預應力混凝土空心板體系借鑒了預制構件和現(xiàn)澆結構的優(yōu)點，具有良好的使用功能，加上設計簡便、施工方便等優(yōu)勢，預計這種樓板體系有廣闊的市場前景。
某大樓1至3層局部擬作為公共場所，需要19.5×32.5m的一個大空間，板面恒載3Kn/m2，板面活載4.5Kn/m2。經(jīng)過仔細比較，決定采用現(xiàn)澆預應力空心樓板體系。本文根據(jù)工程實踐，從設計和施工等方面介紹了現(xiàn)澆預應力空心樓板體系在工程中的應用。
2 施工方案比較
2.1 傳統(tǒng)框架梁或井字梁方案。梁高需做到跨度的1/8~1/15。這種做法的結構部分特別是梁會占用一部分層高，由于規(guī)劃部門對本工程總體高度有嚴格限制，采用這種做法不合適，況且這種做法會增加豎向受力構件的自由長度，對受力不利。
2.2 普通混凝土平板方案。板厚需做到板跨的1/40~1/35，且跨度受到限制，一般不超過7m。隨著跨度的增加，需要增加板厚來解決剛度問題，結果造成自重增加，對結構受力不利。
2.3 非預應力空心樓板體系。板厚需做到板跨的1/30-1/35。采用空心樓板技術，折算板厚有所降低，但隨著跨度的增加，存在同普通混凝土平板一樣的問題。
2.4 現(xiàn)澆預應力平板方案。預應力混凝土單向板板厚可取為跨度的1/45~1/40，適用跨度一般不超過10m。跨度如繼續(xù)增加，為了滿足構造要求，板厚度降不下來，相應的自重增加，預應力筋和普通鋼筋用量增加，造價提高，體現(xiàn)不出預應力技術的優(yōu)越性。
2.5 SP板方案。采用SP板可以解決跨度大的問題，但目前成批生產(chǎn)的SP板最大跨度小于19.5m。本工程周圍建筑密集，施工場地狹小，不允許大型施工機械通過，SP板方案不合適。
2.6 現(xiàn)澆預應力混凝土空心樓板體系。采用現(xiàn)澆施工方法避免了預制構件的運輸問題，板的整體剛度較好；采用預應力技術有效改善了板的抗裂、變形和受力性能；采用空心樓板可使折算板厚降低，減小樓板自重。采用現(xiàn)澆預應力空心樓板體系使整個建筑的使用性能大為改善。
由于本工程樓板短向跨度達19.5m，經(jīng)過以上多種方案比較，決定采用現(xiàn)澆預應力混凝土空心樓板體系。
3 相關參數(shù)
3.1 板厚的確定。現(xiàn)澆預應力空心樓板板厚可做到板跨的1/35-1/45左右，由于采用空心樓板技術，其折算板厚將更小。
3.2 孔隙率。為了達到較好的效果，建議孔隙率控制在30%~45%，不宜低于30%。
在現(xiàn)澆預應力空心樓板的施工中，如何實現(xiàn)空心是非常重要的一個環(huán)節(jié)�？招墓芄懿膽哂幸欢ǖ膹姸�、剛度，保證在施工過程中有一定的耐破損能力和抗變形能力。同時空心管管材在混凝土澆筑過程中可以兼做小肋的側向模板。由于空心管管材屬一次性材料，其造價要進行控制，不能太高。本工程樓板跨度19.5m，板厚取500mm�？招墓苤睆�380mm，肋寬180mm，孔隙率40.5%。
3.4 設計方法
空心管在板中單向連續(xù)布置，故可按單向板模型進行計算。計算單元選取相鄰兩個空心管中到中的一條板帶，按相應的截面尺寸計算幾何參數(shù)和受力。為了計算方便，先將圓孔按面積相等、形心軸位置不變、對形心軸慣性矩不變，即按等面積、等剛度原則等效成矩形孔，再將計算單元簡化為工字型截面。需依據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002及相關的設計手冊分別對正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)進行抗裂、變形和承載力計算，計算結果同時要滿足構造要求。根據(jù)板端的約束情況，將支座約束簡化為簡支或考慮邊梁的抗扭能力。根據(jù)不同的支座約束情況，選取不同的內(nèi)力系數(shù)。
σck-σpc≤ftk；σcq-σpc≤0σck、σcq―荷載效應的標準組合、準永久組合下抗裂驗算邊緣的混凝土法向應力；
σpc為扣除全部預應力損失后在抗裂驗算邊緣混凝土的預壓應力；ftk為混凝土軸心抗拉強度標準值。
抗裂按二級控制，即一般要求不出現(xiàn)裂縫。根據(jù)工程經(jīng)驗，一定程度放松規(guī)程要求。根據(jù)《無黏結預應力混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ/T92-93）的規(guī)定，對無黏結預應力混凝土平板，混凝土平均預壓應力不宜小于1.0N/mm2,也不宜大于3.5N/mm2，當張拉長度較短，混凝土強度等級較高或采取專門措施時，最大平均壓應力限制可提高。
預應力筋采用高強低松弛鋼絞線Фj15，抗拉強度標準值fptk=1860N/mm2。普通鋼筋采用二級鋼筋，直徑20mm。預應力筋由抗裂要求確定，并滿足規(guī)程要求。普通鋼筋根據(jù)承載力計算，并滿足預應力度不超過0.7。經(jīng)過計算，本工程中每個計算單元配5束預應力筋，預應力筋在板肋內(nèi)集中布置，板上部配4根普通鋼筋。
5 構造做法
板端：每個計算單元內(nèi)所配的5束鋼絞線集中布置在小肋內(nèi)，在張拉端和固定端存在較大的應力集中，需要有足夠的截面和長度實現(xiàn)應力的擴散，使預加力傳至計算單元整個截面。另外由于計算模型按單向板考慮，板端剪力較大。考慮上述要求，需在板端做一定長度的實心區(qū)，該實心區(qū)域一般不宜小于50cm。管間小肋：小肋中混凝土側向約束性能較差，而此處又是受力的主要部位，需要配置構造鋼筋，構造鋼筋既可約束肋梁內(nèi)混凝土，又可作為空心管的定位鋼筋。
6 施工方法
現(xiàn)澆預應力空心樓板的施工流程：支板底模，放樣，標出肋梁、空心管的位置，板肋鋼筋的位置；鋪放板底鐵鋼筋、底鐵分布鋼筋；鋪設空心板肋梁骨架鋼筋及構造鋼筋；放置預應力筋馬凳、鋪放預應力筋、張拉端節(jié)點安裝；鋪放、固定空心管；水電管鋪設、安裝；鋪放板上鐵鋼筋；支側模、端模；隱檢驗收、澆筑砼；砼達到設計強度，張拉預應力筋并進行張拉端端部處理。與一般預應力板比較，現(xiàn)澆預應力空心樓板增加了空心管布置、肋梁綁扎工序，加上各種工種相互交叉，為了保證施工質量和施工的順利進行，施工前需進行詳細的技術交底。
合格的材料是確保工程質量的基礎，要嚴格控制材料質量。為了保證工程質量，在鋼絞線和錨具進場使用前除了由生產(chǎn)廠家提供質量合格證明外，還按國家規(guī)范規(guī)定進行復檢，合格后方可使用。本工程中鋼絞線采用1860級高強低松弛鋼絞線，抗拉強度標準值fptk=1860N/mm2,直徑15.24mm。錨具必須采用國家一類錨具，錨具質量符合GB50204-92的有關規(guī)定。固定端采用擠壓錨，張拉端采用單孔夾片錨。在施工過程中遇到空心管破損或無黏結預應力筋外皮破損應及時修補或替換。
本工程中板跨度達到19.5m，是目前采用此項技術的工程中跨度最大的。經(jīng)過認真設計和施工，現(xiàn)澆預應力混凝土空心樓板在本工程中取得了圓滿成功，達到了預期效果。通過本工程中現(xiàn)澆預應力混凝土空心樓板的成功應用，可得到以下結論：
6.1 現(xiàn)澆預應力混凝土空心樓板良好的使用性能為建筑布置的靈活性、多樣性提供了一種全新的選擇，適用于具有大開間、大跨度的公共建筑、民用建筑、輕型工業(yè)廠房中跨度在9~25m之間的樓板。
6.2 簡潔方便的設計和施工方法為此種體系的實施提供了保證。
6.3 在空心管間的小肋中加構造鋼筋，這樣做既有利于改善小肋的受力性能，又方便了空心管定位，同時提高了板的抗沖切和抗剪性能。
6.4 現(xiàn)澆混凝土空心板的抗浮問題需引起重視。在混凝土澆筑過程中，會產(chǎn)生比較大的浮力，可能造成樓板上浮。為了避免對工程質量產(chǎn)生不利影響，在現(xiàn)澆混凝土空心板施工過程中需采取嚴格的措施固定空心管（鋼筋網(wǎng)）以解決抗浮問題。
6.5 現(xiàn)澆預應力空心樓板體系將具有廣闊的市場需求。
