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地下室预应力无梁楼板技术和普通楼板的技术研究|地下室无梁楼板

时间:2019-02-08 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  【摘要】本文对地下室预应力无梁楼板技术和普通楼板技术进行了分析,对这两种常用楼板的性能和特点做了―些对比,并结合实际工程进行比较。   【关键词】无梁楼板普通楼板 经济性
  
  Abstract:In this paper, the basement prestressed floor technology and ordinary without beam slab technology to carry on the analysis, of the two kinds of common floor performance and characters-some contrast, and actual engineering are compared.
  Key words:No beam slabCommon floor economy
  中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
  
  引言
   楼板形式的合理选择对整个结构的安全性、经济性显得至关重要,它不仅起到将楼面荷载传给梁柱,保证抗侧力结构的空间共同工作作用,而且还影响到建筑的使用功能,造价以及施工的进度,因此在如何确定结构楼盖的方案时,应主要考虑以下几点要求: a保证楼板有足够的平面整体刚度。建筑物具有足够的刚度,防止结构因较大的变形而发生整体失稳破坏。 b减轻楼板自重及减小各层净高。在普通的粱板结构形式中,粱高占去建筑的层高较多,选择合适的组合楼板形式,可以有效地减小构件截面尺寸。增大使用空间,减轻结构自重。 c较好的防火性能,维修成本低廉,并便于敷设动力、设备及通讯等管线设施。楼板的设计在考虑结构安全性的同时,还应该充分考虑它的适用性,经济性,建筑中管线的铺设同楼盖的形式紧密的结合起来,既节约了造价,也美化了环境。
   从上述的几点要求可以看出,我们在选择建筑各层楼板时不能仅仅从结构的安全性出发。还要从建筑的整体性出发。比起传统的普通钢筋混凝土楼板,预应力无梁楼板有这本身的优势与特点,因此我们在进行设计时可根据工程的使用功能,受力特点及经济性要求进行合理的选取,使我们的楼盖结构方案有着可靠的安全性,良好的适用性和合理的耐久性。
  2 地下室预应力无梁楼板的适用条件
   《高规》5.3.7条规定,“高层建筑结构计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。”《高规》4.5.5条又规定,“作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构。”这是因为无梁楼板体系的楼层侧向刚度较小,往往不满足规范的要求。因此,从满足嵌固要求的角度,室内或架空层部分的地下室顶板应采用梁板结构,而不应采用无梁楼板结构。
   事实上,由于室内外通常设置高差,以满足室外覆土的要求,同时防止室外水流倒灌,地下室的净高往往取决于室外部分的楼层净高。因此,室外部分的地下室顶板采用预应力无梁楼板结构,一方面满足规范的要求,同时也从根本上降低了地下室的层高(净高不变)。
  3地下室预应力无梁楼板体系
   如前所述,地下室无梁楼板的主要优势在于降低地下室的层高。对于8.O×8.0米左右的柱网,考虑不同的覆土厚度,框架主梁的梁高一般要取800~900mm,如果采用预应力无梁楼板,板厚可做到250―300mm,则在保证净高不变的情况下,层高可降低550~600mm;如果为两层地下室则可降低层高1100―1200mm。由此带来了相应的土方开挖、基坑维护、降水排水等工程量的减少,同时柱高、地下室外墙、水电管网等与层高有关的竖向构件均减少了相应的造价。值得一提的是,当地质情况不好,基坑维护复杂、造价高,地下水位高时,地下室层高的降低,将具有更加明显的技术、经济、社会效益。对位于闹市区的楼盘,由于其土方的运输成本高,而且一般市区对运土车均实行交通管制,这样,即使地质情况良好,减少土方开挖量也将具有良好的经济效益、工期效益。
   由于预应力本身所具有的良好的抗裂性能,预应力无梁楼板的抗裂、抗渗性大为提高。同时,对于大底盘地下室顶板,其长度和宽度均较大,远远超过规范规定设缝的55m长度(宽度)。工程实践中,通常考虑由于覆土,极限温差不至过大,同时采取防水措施且在施工中设置后浇带,而不设置伸缩缝。但这样做是存在一定风险的。尤其当混凝土成型时的温度较高,又遇到极限低温时,难免不开裂。现实中就发生过这样的例子。《砼结构设计规范》9.1.3条规定,当采用专门的预加应力措施时,可适当放大伸缩缝的最大间距,同时规定,“当增大伸缩缝间距时,尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响”。对大面积地下室顶板,预应力在竖向承载的同时,也是解决超长结构使用阶段混凝土收缩和温度应力主动而有效的手段。实践证明,在大面积地下室顶板结构中采用预应力技术,可以提高其抗裂性、抗渗性,防治建筑物的裂缝通病,使建筑具有更优越的使用性能,其耐久性也大大提高。
   由于预应力设计施工已非常成熟,其设计、施工已没有难度。同时由于预应力无梁楼板模板安装速度更快,施工工期相对有梁板节省。
  4普通钢筋混凝土楼板
   普通钢筋混凝士楼板是结构设计中最常用的―种楼板,也是设计及施工人员最为熟悉的一种形式。它的―些主要优势是:
   a施工工艺成熟,取材方便.适用范围面广。
   b平面整体刚度较大,抗震性能较好。
   c和钢梁共同工作,形成组粱,可减小粱截面的高度。
   d不受房间形状的限制,开洞方便,便于设备和管道的垂直铺设。
   e取消了压型钢板,减少了用钢量。
   尽管它有以上许多优点,但在多高层结构的楼板设计中并不常用,主要是由于以下几点不利因素:
   a自重较大,现场湿作业多,现场凌乱。
   b它需要传统的漠板支撵系统,阻碍下部交通,支模拆模比较繁琐。
   c混凝土浇筑完成后,不能及时为后续工作提供条件。
   d楼板混凝土的硬化需要较长的时间,对工期的影响较大。
   4地下室预应力无梁楼板和普通楼板的经济分析
   工程实例:
   本市中心市区某高档住宅小区,地下一层,地下室总面积3.7万平米;室外部分约2万平米,覆土1.3米,柱网8.1×8.1米,地下水位为室外一0.60米。原设计为普通混凝土梁板结构,框架梁断面400×900mm,板厚180mm,平面及配筋见图1。采用预应力无梁楼板结构,板厚为250咖,另加3.0×3.0米柱帽,平面及配筋见图2。经济指标如下:
   (1)预应力无梁楼板本身较普通梁板结构每平米可节约造价21.1元,具体计算如下(选取典型区格计算,具体工程量计算略):
   ①普通梁板方案:钢筋用量51.2kg/m2,按目前材料市场价,造价Ⅲ级钢取3.9元/kg,则单位造价为51.2kg/m2×3.9元/kg=199.7元/m2。混凝土梁板折算厚度为290mm。
   ②预应力无梁楼板方案:a普通钢筋22.6kg/m2×3.9元/kg=88.1元/m2;
   b预应力筋7.3kg/m2,造价取15元/kg,则单位造价为7.3 kg/m2×15:元/kg=110.1歹己/m2;
   c模板减少了梁侧模,计O.59m2/m2,其造价为30元/m2,节省单位造价0.59 m2/m2×30元/m2=17.7元/m2;
   d板厚250mm,柱帽折算厚度为34mm,其造价为330元/m3(商品砼),节省单位造价0.006m3/m2×330元/m3=2.0形m2。因此,每平米相对造价为:110.1+88.1―17.7―2.0=178.5元/m2。、
   ③预应力无梁楼板每平米节省造价:199.7―178.5=21.2元/m2
   采用预应力无梁楼板结构比普通梁板结构降低结构层高900mm一250mm=650mm。可节约土方量,土方开挖价格按30元/m3计算,每平米可节约造价0.65×30=19.5元。
   围护高度可以降低650mm,可节约维护造价20%左右,共1170延米,每延米节约造价600元左右,共节约70.2万元,地下室共约3.7万平米,每平米可节约造价19.0元左右。
   按每400平方布一个降水井,每一个降水井造价约1.0万元。可减少降水井量约15%,节约14个降水井,造价共计14.0万元,每平方可节约造价3.8元左右。
   层高降低650mm后,所有柱高、地下室外墙、竖向构件、水电管网等与层高有关的竖向构件均节约650mm,此部分造价未曾详细计算。综上,预应力无梁楼板方案较普通梁板方案可节省造价:21.1+19.5+19.O+3.8=63.4元/m2。整个地下室可节约造价约200万元,具有可观的经济效益。
  
  结束语
   地下室预应力无梁楼板结构体系,很好地解决了大地下室顶板的这些问题。地下室预应力无梁楼板体系与普通梁板体系及普通无梁楼板体系相比,有着显著的技术、经济、社会效益。
  
  参考文献:
  [1]JGJ3―2002高层建筑混凝土结构技术规程 [2]GB 50010―2002混凝土结构设计规范
  [3]聂建国.钢一混凝土组合粱结构试验、理论与应用 [M].北京科学出版社,2005

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