高層無(wú)粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)板全剪力墻結(jié)構(gòu)工程實(shí)例

1、.高層無(wú)粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)板全剪力墻結(jié)構(gòu)工程實(shí)例武漢市工商銀行單洞路高層住宅工程是由營(yíng)業(yè)性用房和商住樓組成的綜合性大樓，總建筑面積26638m2，平面尺寸45.0m×36.9m，共計(jì)25層，含地下室l層。該工程主體結(jié)構(gòu)為全現(xiàn)澆框架剪力墻結(jié)構(gòu)，五層以下為營(yíng)業(yè)性用房，框架結(jié)構(gòu)，五層以上為商住樓，全剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)層高2.8m。為使標(biāo)準(zhǔn)層商住樓層高降低，從而降低整個(gè)建筑物的總高度，增加實(shí)際有效使用面積，使建筑平面布置靈活，623層樓板設(shè)計(jì)為無(wú)粘結(jié)后張預(yù)應(yīng)力混凝土雙向平板。第1章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1節(jié) 設(shè)計(jì)參數(shù)該工程標(biāo)準(zhǔn)層以上為商品住宅，但考慮到大空間需進(jìn)行隔斷。根據(jù)估算，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載為l

2、.5kN/m2+3.0kN/m2=4.5kN/m2。另考慮施工階段及張拉階段的荷載為:二層樓板結(jié)構(gòu)自重及一層腳手架、模板自重之和再加施工活荷載2.0kN/m2。樓板混凝土采用C30，板厚選用150mm，剪力墻厚200mm。無(wú)粘結(jié)束選用7s5鋼絲束，ptk=l500MPa。第2節(jié) 連續(xù)板的劃分為盡量減少對(duì)剪力墻造成的削弱，提高結(jié)構(gòu)抗震能力，便于對(duì)無(wú)粘結(jié)束張拉與錨具封堵，將原結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層樓板劃分為6大塊計(jì)3種形式的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板，見(jiàn)圖4-2-1。第3節(jié) 連續(xù)板控制內(nèi)力為確定各連續(xù)板塊內(nèi)各個(gè)斷面的內(nèi)力和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板的設(shè)計(jì)彎矩，首先對(duì)平板在全部使用荷載作用下以及施工、張拉階段的全部使用荷載作用下的

3、內(nèi)力進(jìn)行電算分析。電算程序采用PMCAD，并利用雙向平板在荷載作用下的各種簡(jiǎn)化計(jì)算方法(如等代框架法等)，用手算進(jìn)行對(duì)比分析，最后確定出各連續(xù)板塊內(nèi)的控制截面內(nèi)力。第4節(jié) 無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力配筋根據(jù)初步確定的板厚150mm，設(shè)計(jì)取無(wú)粘結(jié)束的張拉控制應(yīng)力m=0.7 ptk=0.7×1500MPa=1050MPa。選擇連續(xù)板塊內(nèi)各個(gè)不同方向的絕對(duì)值最大彎矩處作為該方向的控制內(nèi)力，按照等效平衡荷載法，考慮適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力度，按一般無(wú)裂縫構(gòu)件的要求，即:短期荷載作用下:sc一pccttk （4-2-1）長(zhǎng)期荷載作用下: lcpc0 (4-2-2)其中:sc、lc、pc分別為荷載短期、長(zhǎng)期效應(yīng)組合下及扣

4、除全部預(yù)應(yīng)力損失后，抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土法向應(yīng)力或預(yù)壓應(yīng)力;ct為混凝土拉應(yīng)力限制系數(shù)，本工程取0.5;受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù);tk混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。求出雙向板工x、y方向的等效平衡荷載qex、qey，進(jìn)而配出預(yù)應(yīng)力筋量。驗(yàn)算全截面混凝土的平均預(yù)壓應(yīng)力pcx、pcy，保證混凝土的平均預(yù)壓應(yīng)力不小于1.0MPa，也不大于3.5MPa，最后確定各連續(xù)板塊內(nèi)各個(gè)方向無(wú)粘結(jié)筋的配筋量。采用此法設(shè)計(jì)該工程預(yù)應(yīng)力度一般在0.700.80之間，是較適中的預(yù)應(yīng)力度。4-2-1-5確定無(wú)粘結(jié)筋形狀為發(fā)揮預(yù)應(yīng)力筋抵抗外荷載的最大作用，必須確定一個(gè)合理的預(yù)應(yīng)力筋形狀。綜合本工程平板在外荷載作用下的彎矩分布以及

5、無(wú)粘結(jié)筋垂度等因素，該工程采用帶反彎點(diǎn)的曲線配筋，其基本形狀如圖4-2-2所示。第5節(jié) 非預(yù)應(yīng)力筋量無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋量根據(jù)力的平衡原理經(jīng)下式計(jì)算: (4-2-3)板中最小非預(yù)應(yīng)力鋼筋量:Asmin=0.15%bh (4-2-4)比較式(4-2-3)、(4-2-4)，所求得的As值，取其中較大者作為平板非預(yù)應(yīng)力鋼筋的配筋量。該工程一般非預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋為8200，置于支座及跨中處。第6節(jié) 其他校核及驗(yàn)算錨固區(qū)域局部承壓的驗(yàn)算是無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板設(shè)計(jì)中的一個(gè)主要環(huán)節(jié)。該工程經(jīng)計(jì)算在鋪固區(qū)內(nèi)設(shè)有100mm×100mm×20mm承壓板，及6鋼筋形成的鋼筋網(wǎng)片，以

6、傳遞張拉對(duì)混凝土產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力，并確?；炷辆植繌?qiáng)度滿足規(guī)范要求。局部承壓計(jì)算公式及設(shè)計(jì)方法采用混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ10一89)中相關(guān)公式及構(gòu)造規(guī)定。此外，還對(duì)張拉階段平板的反拱值及全部使用荷載作用下短期和長(zhǎng)期效應(yīng)組合下平板的撓度值、最大裂縫寬度進(jìn)行了全面驗(yàn)算。經(jīng)對(duì)極限狀態(tài)下的驗(yàn)算，在扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后，該工程樓板支座最大裂縫寬度Wmax=0.05mm，遠(yuǎn)小于規(guī)范限定值;反拱最大值反4nm；長(zhǎng)期荷載作用下最大撓度值max=8mm，均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。第2章 施工中若干問(wèn)題的處理第1節(jié) 無(wú)粘結(jié)筋端部錨具區(qū)的處理該工程最長(zhǎng)的無(wú)粘結(jié)束束長(zhǎng)為19.1m，根據(jù)規(guī)范規(guī)定可采用一端張拉。為此，該工程

7、選擇外墻邊作為張拉端，并在距離樓板下約80cm處用竹挑板通過(guò)外腳手架形成逐層封閉，以便張拉時(shí)操作。該工程外墻剪力墻即為大樓的外墻面，錨具必須埋入該鋼筋混凝土墻內(nèi)，以免影響外觀，見(jiàn)圖4-2-3。澆搗混凝土前，先在剪力墻上每根無(wú)粘結(jié)筋處預(yù)留大小為100mm×100mm×85mm的洞口，并將鋼承壓板預(yù)先定位于鋼筋混凝土剪力墻樓板暗梁主筋之上。澆搗完混凝土拆除側(cè)模，張拉無(wú)粘結(jié)筋到位后，切除多余的外露部分，僅留200mm長(zhǎng)，散彎打拆后，用環(huán)氧樹脂砂漿封閉在預(yù)留的洞內(nèi)。第2節(jié) 無(wú)粘結(jié)筋的鋪放及定位該工程樓板內(nèi)無(wú)粘結(jié)筋為雙向曲線配置。鋪放前，先編出鋪放程序，對(duì)每個(gè)縱橫無(wú)粘結(jié)筋交叉點(diǎn)相應(yīng)的

8、兩個(gè)標(biāo)高進(jìn)行比較，若一個(gè)方向的某根筋各點(diǎn)標(biāo)高都分別低于相交的各筋相應(yīng)點(diǎn)標(biāo)高時(shí)，則此筋就先鋪放，標(biāo)高較高者次之，以避免兩個(gè)方向的無(wú)粘結(jié)筋相互穿插鋪放。無(wú)粘結(jié)筋的定位則是采用預(yù)設(shè)鐵馬凳，一般每隔2m設(shè)1馬凳?？缰谢蛑虚g剪力墻處可不設(shè)馬凳，而是直接綁扎在底筋或面筋上。無(wú)粘結(jié)筋反彎點(diǎn)處必須設(shè)馬凳，以控制其在板內(nèi)的高度。無(wú)粘結(jié)筋的垂直偏差在板內(nèi)為士5mm，水平偏差為±30mm，目測(cè)橫平豎直。第3節(jié) 無(wú)粘結(jié)筋的張拉張拉前應(yīng)對(duì)機(jī)具、設(shè)備和儀表進(jìn)行校核。張拉設(shè)備也應(yīng)配套校核，將無(wú)粘結(jié)筋的張拉噸位標(biāo)定為油泵油壓表的油壓讀數(shù)，并應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB5020492)的有關(guān)規(guī)定。張拉設(shè)備

9、采用QYC230前卡式千斤頂、ZB4/49型油泵，錨具為3片斜夾式和兩片直夾式。張拉前先清除干凈承壓板外露面，剝?nèi)ネ饴恫糠譄o(wú)粘結(jié)筋的包裹層，并用汽油清洗掉鋼絞線上的防腐油脂，然后安裝錨環(huán)和夾片，用套筒仔細(xì)、平整地固定好錨環(huán)和夾片。當(dāng)樓板混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的75%后，即可開始張拉。該工程采用2臺(tái)張拉設(shè)備從樓板中部向兩端對(duì)稱張拉。每根無(wú)粘結(jié)筋張拉控制力為144kN。以控制力為主，控制伸長(zhǎng)率為輔。張拉伸長(zhǎng)值的校核為計(jì)算伸長(zhǎng)值的+10%5%范圍內(nèi)。該工程最大張拉力為控制力的l03%。最長(zhǎng)無(wú)粘結(jié)筋束為19.1m，最短束長(zhǎng)則僅為15.0m，為使樓板內(nèi)能均勻地建立預(yù)應(yīng)力值，對(duì)較長(zhǎng)的無(wú)粘結(jié)筋采用超張拉，

10、以減少預(yù)應(yīng)力值的損失，保證預(yù)應(yīng)力值的傳遞。第3章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果高層無(wú)粘結(jié)后張部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)平板全剪力墻結(jié)構(gòu)系武漢地區(qū)首次應(yīng)用。其設(shè)計(jì)計(jì)算分析概念明確，計(jì)算簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)構(gòu)造合理，施工簡(jiǎn)便?？煽偨Y(jié)出以下優(yōu)點(diǎn)。第1節(jié) 增加建筑使用功能增加了室內(nèi)凈高，層高2.8m，而凈高達(dá)2.65m，室內(nèi)的視覺(jué)效果有所改善。各種管線也可暢通無(wú)阻，并節(jié)約了管線。輕質(zhì)隔墻可靈活設(shè)置，以滿足不同用戶的要求;大空間增加了室內(nèi)有效使用面積。樓板抗裂性高、剛度大、變形小，增強(qiáng)了建筑物的橫向剛度，有利于抵抗地震作用的影響。降低了建筑物的總高度，在限定的高度下，相當(dāng)于增加了層數(shù)和建筑面積。與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，相當(dāng)于多蓋了兩層樓，增加建筑面積2400 m2，僅此一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)百萬(wàn)元。由于樓板下全部為平板，使模板的安裝和拆除大為簡(jiǎn)便，不僅節(jié)約用工，還可減少模板損耗。施加預(yù)應(yīng)力后