混凝土大板结构

混凝土大板结构（精选3篇）

混凝土大板结构 第1篇

对预应力混凝土结构, 必须满足下列功能要求:a.结构在预应力张拉施工阶段和将来正常使用阶段出现各种可能作用时, 具有一定的安全度;b.具有一定的延性变形能力;c.预应力混凝土大板的挠度与反拱在允许范围内;d.结构各截面裂缝宽度不超过允许范围, 从保证预应力与非预应力筋在其所处的环境条件下产生影响结构耐久性的锈蚀。

1.1对承载能力极限状态, 应采用荷载效应的基本组合, 偶然组合与长期效应组合进行设计。一般按荷载的基本组合进行设计, 并通过采取构造措施保证结构破坏时具有一定的延性, 从而保证在偶然事件发生时及发生后仍能保持整体稳定性。而对无粘结预应力混凝土多跨连续结构, 由于偶然事件可能造成某跨预应力筋安全失效, 根据无粘结筋的特点, 其他各跨预应力筋随之也失效。为保证不发生由此产生的连续倒塌破坏, 应考虑预应力筋失效, 并取与偶然作用同时出现的可变荷载, 即长期效应组合值, 按各材料的标准强度对结构承载能力作补充设计。

1.2对正常使用极限状态, 应采用荷载的短期效应组合进行设计, 使得结构件的变形与裂缝等都不超过相应的规范限值。对预应力混凝土结构, 为保证结构变形不影响正常使用或外观, 通常限制构件挠度或反拱值;由于预应力钢筋是采用单根据直径较小的钢丝组成的高强钢丝束或钢绞线, 对开裂造成的钢筋表面锈蚀比较敏感, 因此其耐久性对裂缝宽度应有严格要求。

2 预应力混凝土结构的设计内容

2.1 施工阶段的设计验算。

2.1.1施工阶段的条件:施工时的荷载条件中, 预应力荷载应按扣除第一批预应力损失后的有效应力来确定;其他荷载应根据施工阶段可能的最不利荷载情况来定。而施工时的支撑条件应考虑施工方案的具体情况来定, 模板用转情况影响施工阶段的结构分析模型的支撑条件与荷载条件的选取。2.1.2施工阶段的验算内容:a.要求在施工阶段的地支撑条件下, 在相应原施工荷载下, 结构具有一定的安全度;b.要求施工阶段的结构的材料应力不超过允许范围。一般情况下控制施工阶段预应力筋拉应力, 截面混凝土的最大拉应力与压应力。当采用特殊的施工工艺时, 尚应作相应条件下的验算。

2.2 正常使用阶段的适用性及耐久性验算。

2.2.1预应混凝土结构进行使用荷载下的挠度验算, 挠度值不允许超过规范规定的允许挠度。2.2.2按现行规范控制裂缝要求, 对有粘结预应力混凝土结构, 短期荷载效应组合下, 不允许出现裂缝。而长期荷载效应组合下, 不允许出现拉应力。对无粘结预应力混凝土结构, 一级裂缝控制时, 不允许产生拉应力;二级裂缝控制时, 不允许出现裂缝, 短期效应组合计算时, 混凝土拉应力控制系数取0.6, 长期效应组合计算时取0.25。工程实践经验表明, 结构工作环境条件良好, 可以对短期荷载的裂缝控制适当放松, 允许出现裂缝。其宽度限值为低侵蚀性环境。在短期效应组合下, 最大裂缝宽度不超过0.22mm。

2.3 承载能力极限状态设计。

2.3.1对预应力板各载面进行多种可能的荷载效应组合的受弯强度设计, 计算时要考虑预应力产生的次弯矩的影响。2.3.2采用混合配筋设置非预应力筋, 提高结构在地震作用下的延性和能量吸收, 可有效分散受拉区裂缝, 改善结构的受力性能。2.3.3对无粘结者按预应力砼连续结构作补充设计, 选取合适的荷载效应值与材料参数, 验算抵抗预应力筋失效时连续倒塌所需的预应力筋用量。

3 结论

混凝土大板结构 第2篇

一、有粘结预应力混凝土大板结构在高层建筑中的应用意义

近年来, 国内外开始在高层建筑大板结构中较多地采用有粘结预应力混凝土, 近期的工程实例有泰国曼谷BECM大厦 (54层) 、马来西亚吉隆坡新电讯总部大楼 ( (76层) 、广州中山大学第一附属医院门诊楼 (18层) 、广州南航大厦主楼 (56层) 等。高层建筑中的大板结构一般是单跨板, 锚具用量大, 有粘结预应力混凝土可降低锚具在总造价中的比例。与无粘结预应力混凝土相比, 有粘结预应力混凝土增加了穿束和灌浆工艺, 现场施工工期略有增加。但综合费用有粘结预应力混凝土要低5%~10%, 在高层建筑中具有更好的经济指标。

二、有粘结预应力混凝土施工准备

1. 规范制度, 提高施工管理意识

只有当一个组织具有健全的工作制度并且得以良好的贯彻执行时, 我们才说这个组织具有较好的管理制度和运行机制。所以, 在有粘结预应力混凝土施工阶段, 也应该需要一个适宜的组织管理结构。实行总工程师负责制, 对内向项目部负责, 对外向业主负责。明确个人的管理职责和权限, 任务到位, 防止推脱和权力交叉的现象, 组织管理结果可以体现在建立健全的岗位责任制上。

2. 施工前材料控制

有粘结预应力混凝土施工中要用到大量的水泥, 因此从原料进场开始保证水泥的质量就十分重要了。通常依据相关要求和甲供材料情况, 注浆采用42.5袋装水泥。注浆用水应符合混凝土拌和用水的要求。经监理人批准, 可在水泥浆液中掺入质量符合注浆要求的砂、粘性土、粉煤灰等掺合料, 其掺入量通过试验确定。外加剂需经监理人批准, 可在水泥浆液中掺入质量符合注浆要求的速凝剂、减水剂、稳定剂等外加剂, 其掺入量通过试验确定。

3. 场地施工准备

施工前先检查基面是否达到施工条件, 如果有其他作业队时不可交叉施工。做好材料的堆放、运输、出场等的准备事项, 如有高空、电力设备等, 应做好相应的防护和职工安全生产的教育工作, 各项条件符合施工要求时方可进行施工;台座处理时, 首先清扫台座, 使台座干净无杂物和灰尘颗粒。清扫后, 用专用的高压吹风机把灰尘吹净, 台座在达到干燥、干净、无浮灰等条件下开始涂料的施工;此外, 加强巡视管理是顶管施工管理的重点, 预防现场异常事件的发生是日常风险管理的主要内容。

三、有粘结预应力混凝土大板结构施工

1. 模板施工

侧模根据板体外形尺寸加工大块拼装钢模, 模型具备足够的刚度、强度, 易于安拆倒用。预制T板时设置预拱度, 预拱度按设计要求设置, 预拱度在跨长范围内按抛物线变化。

2. 绑扎钢筋和敷设无粘结预应力筋

钢筋具备出厂合格证, 使用前做抽样试验, 合格后才能使用。钢筋加工形状尺寸符合设计规定, 钢筋表面洁净。钢筋加工在钢筋加工场统一制作。钢筋绑扎安装时, 确保钢筋位置、数量准确, 保护层符合设计及施工规范要求。钢筋与模板之间设立同标号砼垫块。波纹管安装时, 要保证其位置和间距准确。设立适当的环形固定钢筋, 先检查是否有破损, 如有要进行处理。钢筋绑扎安装完成后, 穿钢绞线入波纹管。

3. 钢铰线与预应力束安设

钢绞线下料后, 按设计数目编束, 每1.5 m绑扎一道铅丝。编束后, 用木枋支垫分别堆放, 上面用油布覆盖。将钢束套入波纹管, 穿束时从一端向另一端推进。波纹管连接处, 用大一号的管道套接并用胶带包缠连接处, 防止漏浆。预应力筋、普通钢筋安装完毕后, 认真检查钢束的波纹管是否有穿孔现象。如有穿孔, 用胶布封口后才可封侧模。

4. 大板混凝土浇捣

模型安装加固好后, 经检查合格, 可以开始施工。砼施工中的原材料, 必须符合设计施工要求, 配合比必须准确。砼施工必须配备足够的材料、机具。预制T板的施工中, 必须配备小孔径的插入振捣器。砼灌注完成后, 要及时养护。

5. 锚具

将清洗过的夹片按原来在锚具中的片位号依次嵌入预应力钢绞线中。夹片嵌入后, 随即用手锤轻轻敲击, 使其夹紧钢绞线, 并使夹片外露的长度整齐一致。将预应束穿入千斤顶, 锚环对中, 并将张拉油缸先伸出2~4 cm。再在千斤顶尾部安装上垫板及工具锚, 将钢绞线夹紧, 在工具锚内涂少量的润滑油。

6. 无粘结预应力张拉施工

按设计要求混凝土强度达到80%以上即可进行张拉、压浆, 施工顺序:清管道穿束张拉锚固压浆封锚。

(1) 清管道

穿束前用高压水枪清管道, 确保管道畅通。

(2) 穿束

采用标准强度1 860 Mpa的Φj15.24钢绞线, 按设计要求进行下料。下料机具采用切割机。穿束时, 束头用胶布紧箍, 以便人工推进。

(3) 张拉

穿束后, 安装锚具及千斤顶, 千斤顶采用YCW150型, 张拉设备应经过计量部门校正、标定。各束张拉顺序依设计编号进行, 张拉采用两头对称同时进行。张拉程序为:0初应力15%σcon (持荷3 min) 100%σcon (持荷3 min) σcon (锚固) 。

7. 孔道灌浆

张拉完毕1~2天内即进行灌浆。灌浆前用压力水冲洗管道, 排除孔内粉渣杂物, 确保孔道畅通, 并用压缩空气吹去孔内积水。灌浆水泥用普硅525, 掺入约20%膨胀水泥或5‰膨胀剂, 严格按水灰比进行投料。水泥浆搅拌均匀后过筛, 滤去渣块。采用活塞式灰泵压浆, 压浆顺序由下到上进行。压浆前先将灰浆泵试开一次, 运转正常并能达到所需压力时才开始压浆。压浆的压力一般采用0.5~0.7 Mpa, 视孔道的长短增减。压浆时以一端冒出原浆时封堵, 待压力达到0.6 Mpa时, 封堵灌浆端。

8. 封端与养护

安装封端钢筋网并与板体钢筋焊接, 将板端表面凿毛。立模浇筑砼, 振捣密实并养护。

四、结语

随着我国现代化建设的向前发展, 人们对于建筑结构性能的要求也越来越高, 从而加快了有粘结预应力混凝土的发展速度, 适用范围也扩展开来, 被广泛应用在高速铁路、高层建筑工程中。如文中所说, 有粘结预应力混凝土大板结构施工方便, 效益显著。今后在高层建筑结构设计中, 其应用将更为广泛。

摘要：本文所探讨的是适应性强、工程造价低、运输设备要求低并且应用较为广泛的悬有粘结预应力混凝土大板结构在高层建筑中应用的内容与要点。

关键词：有粘结预应力,大板结构,高层建筑,混凝土工程

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.后张预应力混凝上设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1996.

[2]GB50010-2002, 混凝上结构设计规范[S].

混凝土大板结构 第3篇

加腋整间大板结构指的是在现浇混凝土的结构柱网里面, 只是设置在轴网上的框架梁, 没有设置其他的次梁, 楼板是由斜腋形式的平板所组成。在实际设计中, 对于整跨是依据最大的弯矩来设置支座钢筋的, 这样会造成支座两端的钢筋无法真正地实现全部利用, 此时板支座的弯矩要比跨中的弯矩大很多。要想将结构的用钢数量降低, 可以对于支座的受力截面进行加大, 使支座的弯矩减小, 跨中板的厚度不变, 从而使自身的质量不会增加。

使用加腋搭板系统可以充分满足上述需要, 经过对加腋板和对等截面厚板的运算可知, 在板的每侧选取净跨为1/5的有效范围来做加腋处理, 可以较好地控制混凝土的使用数量、使支座弯矩减小, 还会使自身的质量有所增加。经过有限元的分析可以发现, 这个范围内板底会受到较大的压力, 会使板底出现裂纹, 这个范围内的底筋只要满足构造就行了。加腋以后板的截面会变大, 那些尺度相差不大的框架梁的刚度一定要引起重视, 框架梁和厚板之间会构成T型的梁截面, 矩形梁腹板和板翼缘一起来承担T型截面的弯矩。截面总弯矩的1/3由翼缘来承担的, 弯矩包括大板支座的负弯矩和梁翼缘所承担的梁弯矩, 在进行施工时, 要想节省1/3的梁面钢筋, 可以着重考虑矩形梁配筋和翼缘配筋。

2 加腋整间大板结构的优势

使用加腋整间大板结构, 可以有效地承担较大的楼面荷载, 同时还可以满足防水抗渗的要求, 使用这样的结构具有较强的科学性和合理性。

2.1 科学的构件受力

对于楼板一定要满足楼层对楼板厚度的需求, 要想充分展现厚板的刚度和强度, 可以将其板跨做最大限度地延伸, 如果在平面以外刚度较大的平板上增设次梁, 这对厚板都是无助的受力。双向拱的拱壳结构是加腋整间搭板的结构形式, 在进行设计时依据平面板构来看待, 其受力原理和外形的优势在于空间结构作用比较突出[1]。对于框架梁, 整间大板传递的荷载尽管不均衡, 即便是梯形或者是三角形的荷载, 要比设置次梁而造成的集中荷载均衡得多。框架梁的弯矩峰值, 前者会比后者小得多;框架梁的弯矩分布, 前者会比较均匀, 框架梁的截面性能会得到充分的展现, 使框架梁的承载优势得到较好的发挥。

2.2 施工便捷

如果不设置次梁平板对于施工来说是比较便捷的, 在安装模板和制作、捆扎钢筋等程序上都会非常省时省料, 可以使工程的施工时间得到更大程度缩减, 充分保证工程如期完工。

2.3 舒适的室内空间观感

由于没有次梁, 在没有设置吊顶的室内上空, 即便是架设水电消防管线, 室内空间的观感也会比较舒适, 可以给使用者提供优良的室内空间环境, 让人在视觉上感觉到舒畅。

2.4 合理的经济技术指标

加腋整间大板结构的技术经济指标比较合理、构件内部结构均匀、截面选取比较科学, 结构构件的受力比较均衡, 符合结构受力均衡的基本要求[2]。与以往的结构布置比较, 加腋整间大板结构的混凝土用量比较少, 构件的配筋使用数量也会比其他的要少。

3 案例分析

某高层建筑地下室为长200m、宽130 m框架剪力墙结构。主要的用途是停放车辆, 地下室的高度为4m, 各个柱子之间的有效距离为8m, 地下室的顶板是结构上部的嵌固端, 在地下室顶部覆盖1m后的土壤作为绿化用地。

3.1 设计和对比施工方案

方案一:只设置轴网上的框架梁作为加腋大板的结构, 不再设置别的次梁, 带有斜腋的平板楼盖结构当作为楼板, 这样的结构比较具有优势, 主要的特点为经济指标比较具有优势、室内空间的观感比较舒适、施工非常便捷、构件受力比较均匀等。由于加腋大板都是变截面形式的平板, 不可以使用通常的办法来对其内力进行运算, 要使用有限元分析的形式来进行运算, 在运算时可以使用ETABS、MIDAS等程序。具体的结构形式如图1所示, 使用ETABS程序来对平板的截面进行运算。

方案二:使用日常容易见到的井字梁结构方案, 主梁的截面保持在40cm×90cm, 次梁的截面保持在25cm×60cm, 所有梁板浇筑使用的混凝土型号为C30, 具体情况如图2所示。

方案三:使用比较常见的十字梁结构, 主梁的截面保持在40cm×90cm, 次梁的截面保持在25cm×70cm, 所有梁板浇筑使用的混凝土型号为C30, 具体情况如图3所示。

依据上述办法, 使用PKPM软件来分析相同的荷载情况, 经过对配筋的对比, 对于每一个方案都制定了相应的造价预算, 具体情况如表1所示。

3.2 分析结构受力情况

加腋大板结构使用常规的运算软件无法分析, 所以这个工程要使用MIDASGEN软件来进行分析运算, 因为截面是不断发生变化的, 比较适合使用实体的单元结构[3]。经过CAD软件将MIDASGEN导入到模型里面, 再在软件里面将其变成实体模型, 经过网络的转换使其形成实体单元, 这样比较符合工程精准度的需要。在进行分析时, 创建柱跨式的结构模型, 具体情况如图4所示。

经过对图4的分析, 在运算荷载工况加载情况时, 不难发现: (1) 在变截面的范围之内, 板面弯矩非常大;在等截面的范围之内, 板面弯矩非常小;加腋大板的翼缘承担了较大部分的弯矩, 满足设计要求, 可以较好地使用截面。 (2) 在大板底部的截面范围内没有正弯矩的存在, 底筋不要求将其断开, 这样充分表明设计符合标准。 (3) 柱顶的应力比较集中, 梁支座的钢筋非常大, 在运算时可以依据实际情况进行删减, 同时将柱顶位置的配筋情况进行合理的调整。

3.3 施工图设计程序

通过使用积分运算的方法来挑选不一样截面的内力, 依据混凝土的设计方案来设计配筋和验算裂纹情况, 那些不一样柱跨尺寸的结构单元可以依据有关的柱跨模型实施等效的设计或者是创建有限元。加腋大板系统设计的程序可以分为以下几点。

(1) 依据梁截面和板截面的实际设计情况来创建有限元模型, 将荷载情况导入进去从而分析受力情况;

2) 使用普通结构设计软件创建等截面模型并实施有效运算;

3) 在运算梁腹板所承受总弯矩比例时, 可以使用有限元软件, 对于结构设计软件运算弯矩的情况实施削减以后再进行配筋, 按照上述情况来对施工图的梁柱进行配筋核算[4];

4) 在加腋大板配筋时可以依据有限元运算的结果来组织实施, 对T型梁翼缘的配筋情况进行验算, 如果有裂纹管理标准还要对裂纹的宽度进行运算。

经过各项运算的结果显示, 如果使用十字梁或者是井字梁, 该工程的造价投入会比较高。

4 结语

大体积的地下室选择合适的顶板结构体系会对工程的造价造成一定的影响, 设计的关键点在于怎样来选择合适的构成体系。本文详细分析了一种设计方案, 那就是加腋大板体系的使用, 对其设计原理进行了认真的阐述, 经过采取有限元的分析方法并结合实际的施工图纸设计案例来进行详细的流程叙述, 经过研究发现, 加腋大板体系比较具有优势, 其他建筑结构在设计时可以参考加腋大板体系的成功经验。

参考文献

[1]樊计青.浅析加腋大板在地下室结构工程的应用[J].民营科技, 2009 (6) :142-143.

[2]彭丽红, 张元坤.加腋整间大板结构的设计及应用[J].广东土木与建筑, 2008 (7) :89-90.

[3]谭松明, 覃轲.无梁空心楼盖施工技术在地下室顶板结构中的应用[J].建筑施工, 2011 (7) :98-99.