有粘結預應力無梁樓蓋在某地下室頂板中的應用

商昊江

(福建省建筑科學研究院 福建福州 350025)

1 工程概況

本文工程上部為10棟30層左右的高層，均為剪力墻結構，下部為大底盤地下室，地下室面積為46006.89m2，如(圖 1)所示。地下室共停機動車1307部，其中大型車車位82部，小型車車位 1204部，微型車停車位21部，本工程地下室人防設計等級為甲類核六級，常六級，設于地下一層，層高為3.6m～4.6m，地下室頂板采用有粘結預應力無梁樓蓋。

圖1 地下室平面

2 有粘結預應力無梁樓蓋的計算

2.1 荷載及內力

以7.8m×6.5m標準跨為例闡述該頂板的設計。該項目地下室頂板的的覆土厚度為1.2m，取板厚為280mm，柱帽的平面尺寸按經驗可取跨度的1/3，因此取為2.7m×2.3m，考慮柱帽對板帶的有效約束區域，取板帶的計算跨度為柱的軸線距離在兩端各扣除600mm。板帶縱橫兩方向的計算均應考慮全部豎向荷載的作用，板帶在一個方向內的總彎矩設計值M0為

b為帶寬，可取2000mmm，便于柱上板帶和跨中板帶的分配。荷載及內力的計算如(表1)所示。

表1 荷載及內力

2.2 抗彎承載力驗算

該頂板采用 C35混凝土，fc=16.7MPa，普通鋼筋采用HRB400，fv=360MPa，預應力筋采用1860級高強低松弛有粘結預應力鋼絞線，規格為Φ15.2，σcon=0.70fptk=1302N/mm2，κ =0.004，μ =0.09，控制應力取0.7fptk=1320MPa，抗彎承載力驗算采用的計算公式為

經過多次試算后，計算結果如(表2)所示，從表中可以看出抗彎承載力滿足要求，且對于這樣的跨度板厚的選擇是經濟合理的。

表2 抗彎承載力計算

2.3 裂縫驗算

在荷載標準組合下，柱上板帶的支座彎矩較大，其截面邊緣拉應力σsk≥ftk，故需驗算裂縫寬度，計算公式為

計算結果如(表3)所示，從表中可以看出最大裂縫寬度為0.0955mm，小于0.2mm，滿足要求;其余控制截面邊緣σ≤0，滿足要求。

表3 柱上板帶支座裂縫驗算

2.4 沖切驗算

沖切對于板柱結構是重要的一個驗算環節，其包括①柱邊緣的沖切驗算;②柱帽邊的沖切驗算，計算結果如(表4、表5)所示，從表中可以看出兩者都滿足要求。在柱帽邊的沖切驗算中，若只考慮混凝土抗沖切承載力，則由(0.7βhft+0.25σpc，m)ηumh0得出的承載力為2580kN，仍滿足沖切的要求，因此，抗沖切箍筋可按構造配置，如(圖2)所示，作為安全儲備。

圖2 標準跨柱帽配筋示意

表4 柱邊緣沖切

表5 柱帽邊緣沖切

3 復雜受力情況的一些處理

3.1 超大跨度

為滿足建筑功能上的一些需要，結構布置難免出現一些超大跨度的柱距，長跨方向9.2m，如(圖3)所示，對于這種情況，相關的處理有:增大板塊的厚度至330mm，并延伸至7.8m的這一標準跨;加大柱帽的平面尺寸至3.0m×2.5m，以減小跨度，加高柱帽至500mm，以滿足沖切的要求;在邊界處加大、加高側墻及梁的加腋如(圖4)所示，以上各種措施在增加自重不多的情況下可減小板的跨度，以達到滿足承載力及正常使用的要求，其驗算與標準跨相似，不再贅述。

圖3 大跨度板塊

圖4 梁、墻加腋大樣

3.2 不規則柱網

不規則柱網的形式往往表現為柱群軸線的交錯、跨度的大小不一等，如(圖5)所示，主要的處理措施是將交錯的區域用暗梁隔開，暗梁的寬度可大致采用柱帽的有效平面尺寸，明確傳力路徑，配筋可采用恒載+活載的組合進行計算，其做法如(圖6)所示;由于ZM4上的柱上板帶的遠端支座不是柱帽，而是位于兩柱之間，此處為柱上板帶預應力鋼筋的支座，需增加普通鋼筋，以滿足支座受力的要求，在該處，采用增加受力鋼筋Φ16@200，分布范圍為6000mm，如(圖5)所示。

圖5 不規則柱網板塊處理示意

圖6 暗梁做法

4 構造措施及施工相關事項

預應力板鋼絞線板帶按兩段直線和四段拋物線布置，其曲線布置詳見(圖7)。

圖7 鋼絞線曲線布置

在后澆帶處的無粘結預應力短束，應在后澆帶施工結束后，方可進行張拉。后澆帶的處理如(圖8)所示，附加箍筋可防止混凝土的崩裂。除后澆帶跨外，后澆帶跨底模及其支撐待該跨混凝土封閉且張拉后才能拆除。

圖8 后澆帶的處理

5 結語

本文較為詳細地闡述了在地下室頂板中采用有粘結預應力無梁樓蓋的設計和施工，包括荷載的取值、內力的計算，抗彎、裂縫及沖切的驗算，以及一些復雜情況的處理和構造措施等，現該工程已完工兩年，經過夏冬兩季溫度變化及我國南方雨水沖刷，地下室頂板無任何開裂、滲水現象，表明這個地下室頂板工程的設計施工安全、經濟、合理。

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