預應力混凝土雙向疊合板樓蓋結構實體檢驗

□文/蔣 權

預應力混凝土雙向疊合板樓蓋結構實體檢驗

□文/蔣 權

文章主要介紹預應力混凝土雙向疊合板樓蓋結構實體結構性能檢驗，得出試驗數據，為設計單位提供設計依據。

雙向；疊合板；樓蓋結構；實體檢驗

預應力混凝土疊合結構是當前國際上大力發展的一種裝配整體式結構，它既有整澆式鋼筋混凝土結構整體性好的優點，同時避免了整澆樓蓋普遍出現裂縫的缺點；又有裝配式結構可使建筑構件工業化、縮短工期、節省模板和材料、提高工程質量的優點。該結構在國內使用較少，在天津市電力公司供用電綜合樓工程中使用了大跨度平板式或肋形預應力混凝土疊合板，根據設計單位提供的理論試驗數據進行試驗，得出實際值，為設計單位提供可靠的設計依據。

1 疊合樓板的設計

以3股鋼絞線作為預制預應力肋形底板主筋的疊合樓板是為電力公司供用電綜合樓設計的配套樓板。預制肋形底板的跨度 8 200 mm，實長8 050 mm，板寬1 175 mm，預制肋形底板平板部分厚60 mm，中間兩肋厚 120 mm，肋寬為 300 mm，疊合樓板總厚 180 mm，見圖1。

圖1 預應力混凝土疊合板

疊合樓板按雙向板設計。預制肋形底板混凝土強度等級為C40，疊合層混凝土強度等級為C30。預制肋形底板預應力主筋采用 6根 φs10.8（3×5.0）3股鋼絞線，其標準強度fptk=1 570 N/mm2，設計強度，=1.95×105 N/mm2。預制底彈性模量Es板橫向鋼筋HRB335級φ10 mm@110 mm，每側伸出400 mm。吊勾 φ10 mm共4對。板自重Gk1=4.41 kN/m2，抹面及裝修重Gk2=1.18 kN/m2，隔墻重Gk3=1.57 kN/m2，結構自重(恒載)總計Gk=7.16 kN/m2；使用載荷(活載)Qk=1.96 kN/m2，標準載荷Qs=9.11 kN/m2，設計載荷Qd=11.33 kN/m2。

2 預制預應力肋形底板的制作

疊合板的預制預應力肋形底板是在120 m長線臺座上鋼模快脫工藝生產的。預應力主筋保護層厚度30 mm。預應力張拉采用YC-18千斤頂單根張拉，兩端均用圓套筒夾片式夾具進行錨固。張拉控制應力0.7fptk取1 090 N/mm2。張拉預應力采用應力—延伸雙控制。混凝土采用插入式振搗器振搗密實成型。預制肋形底板表面作成凹凸≮4 mm的粗糙面。預制肋形底板為自然養護。構件放張時的混凝土強度為設計強度的80%。

3 結構性能檢驗

3.1 樓蓋結構做法

樓蓋8200mm×9575mm，凈跨尺寸 8 050 mm×9 425 mm，計76 m2，由7塊預制預應力肋形底板拼成。在預制肋形底板底部及板縫支模處各設臨時支撐2道。板縫寬200 mm，板側甩筋上彎30°相互交叉伸入后澆層錨固。彎折處另配HRB335級2φ10 mm縱筋構成整體雙向受力。預制底板的四側均伸入支座50 mm。板端3股鋼絞線伸入支座內錨固。在疊合層中配置間距為200 mm的Q235級φ6 mm雙向鋼筋網片，然后同時澆筑疊合層和板縫處混凝土，組成整體嵌固式雙向疊合板樓蓋實體結構。自然養護。待混凝土強度等級達到C30（實際強度為39.3 MPa）時，撤掉支撐準備進行結構檢驗。

3.2 測點布置及樓板反拱值量測

疊合板底共設5個測點，見圖2。

圖2 疊合板底測點及裂紋分布

沿板底的縱、橫方向分別劃分 10個區間并在板的8.2 m跨度方向實測11點反拱值，其中最大值為18 mm，最小值為1 mm，樓板中點的反拱值為10 mm。

3.3 加載方法

試驗采用砂子加載，砂子密度1 620 kg/m3。加荷試驗共分6級，每級載荷為1.25 kN/m2。每級載荷換算成砂子厚度79 mm。

3.4 結構檢驗結果

在第5級載荷（6.25 kN/m2）加荷靜停30 min后，板的主受力方向第3塊疊合板的兩肋處沿縱向出現2條裂縫，裂縫寬度分別為0.05、0.02 mm。繼續加載到第6級載荷（7.50 kN/m2）時，樓板出現由四角向中間開展的斜向裂縫，裂縫寬度為0.02 mm，每個角的裂縫數量達4～5條，見圖2，靜停30 min后，板的裂縫數量不斷增加，裂縫最大寬度0.05 mm并且在板的中部出現一條橫向裂縫，裂縫寬度為0.02 mm，此時板中點的撓度為17.29 mm，減去預壓應力所產生的反拱值10 mm后撓度僅為7.29 mm，為L0/1 035，說明板的剛度好。因受加荷條件所限，該板沒有加荷至破壞狀態（撓度達=41 mm，裂縫寬度為0.3 mm的延性破壞）。卸荷后板中點的殘余撓度為7.63 mm，板仍處于2.37 mm反拱狀態，說明該板的彈性很好，變形大部分得到恢復，殘余的最大裂縫寬度僅為0.01 mm，大部分裂縫甚至很難看到。

4 結論

1）疊合板的預制預應力肋形底板是按單向預應力板設計的。預制底板安裝后留出板縫，板側甩筋彎起伸入疊合層錨固，板縫處采取加縱筋以及預制底板的四側伸入支座的嵌固措施使該板構成雙向整體受力的疊合板是有效的。

2）疊合板的設計標準載荷為9.11 kN/m2，在規定的第5級載荷（6.25 kN/m2）持續時間結束后出現的裂縫，取第5級載荷值（6.25 kN/m2）為其開裂載荷實測值，再加上板的自重，總載荷達到10.66 kN/m2，說明板在設計標準載荷下沒有出現裂縫，板的剛度好。

3）根據第6級載荷（7.50 kN/m2）加荷后板的撓度僅達到7.29 mm＜L0/50和裂縫開展情況，該板預計推算再加3級載荷達到11.25 kN/m2后達到破壞是沒有問題的。此時載荷（包括板的自重）達到15.66 kN/m2，超過該板延性破壞時1.35倍的設計載荷15.30 kN/m2，可以滿足設計要求。

4）疊合樓板的設計是按雙向板的受力設計考慮的。由于試驗加荷僅達到第6級（7.5 kN/m2），此時從主受力方向、次受力方向和板角斜向裂縫的裂縫分布形態初步可以看出，樓蓋呈四周嵌固的雙向板受力狀態。但該板尚未加荷到延性破壞時承載力極限狀態檢驗載荷（1.35倍設計載荷為15.30 kN/m2），因此裂縫分布形態尚不完全。

5）這種大跨度疊合樓板不僅可在民用住宅中使用，而且還可用于承載力要求較高的工業建筑中，具有廣泛的發展前景。在天津市電力局供用電綜合樓工程的樓面設計中得到了應用，該工程為24層鋼框架結構，建筑平面64.2 m×31.4 m為體育場形，兩端為半圓形，半徑為15.7 m，柱距為2×8.2 m和2×7.5 m兩種，中間部分柱距為4×8.2 m。樓面結構的設計與實體檢驗的設計相同，其中預制預應力雙肋形疊合底板總數2 556塊計2萬多m2，有22個型號，其中底板為部分圓環形雙肋疊合板1 270塊3個型號，左右端帶弧形的有144塊4個型號，其他1 142塊15個型號均為長方形雙肋形疊合板，疊合板總產值約240萬元。

TU528.571

C

1008-3197（2013）05-38-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2013.05.015

2013-03-27

蔣 權/女，1967年出生，高級工程師，天津市建筑構件工程公司，從事預制構件新工藝、新技術的研究。