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摘 要:在預應力混凝土技術愈來愈廣泛應用的今天,不僅在大跨度建筑結構上,而且在高層建筑結構上也經常采用預應力混凝土技術,特別是后張無粘結預應力混凝土平板結構, 由于具有工序少、 施工速度快且建筑布置靈活、 可減少樓層高度的優點, 深受房地產開發商和購房人士的鐘愛。此外,在施工上, 由于后張無粘結預應力混凝土平板樓蓋除邊梁外, 沒有別的梁存在模板的釘裝、 鋼筋的綁扎和混凝土的澆注工作簡單了許多, 對加快施工速度很有利, 是一種很有前途的建筑結構。 本文介紹了預應力技術在建筑結構中的應用, 并從預應力施工的角度探討施工過程中的預應力施工方法和推廣。
關鍵詞: 預應力技術; 施工; 應用; 方法
Abstract: At present, with the more and more widely use of the prestressed concrete technology, it is employed not only in the big span structure, but in high-rise buildings. Especially the post-tensioned binderless prestressed concrete flat structure is popular with real estate developers and the house purchasing person for the characteristics of less process, quick construction speed, flexible layout, reducing floor height advantage. In addition, in construction, because post-tensioned binderless prestressed concrete flat floor has no other the nail outfit of template, reinforced concrete bundle and the more simple concrete pouring of beam except for side beams, which is good for accelerating the construction speed, and is a promising building structure. This paper introduces the application of prestressed technique in the building structure, and explores the prestressed construction method and promotion from the view of prestressed construction.
Key words: prestressed technology; construction; application; methods
中圖分類號:TL372+.2文獻標識碼 A 文章編號:
高層建筑中常用的預應力結構形式為無梁平板結構和有梁大板結構等,無梁平板結構除保留樓板周邊必要的邊梁和局部少數有隔墻處及洞口邊緣的梁外, 室內明梁全部取消, 僅在必需處設置暗梁以改善樓板的受力性能, 每單元整個室內項板為一整塊的平面; 而有梁大板結構是在柱子之間布設明梁, 大板上布置隔墻, 在使用上與無梁平板結構相似。
目前我國預應力混凝土建筑設計和施工規范尚未完善,特別在高層建筑領域,常常把普通鋼筋混凝土設計準則套用到預應力混凝土結構中, 這一點有關規范尚未涉及, 由于本工程過多地考慮了地震內力對結構的影響, 以及裂縫對建筑耐久性的危害, 單層樓板普通鋼
筋含量雖有所減少, 但整體含鋼量并未降低, 使工程造價略有提高。
一、預應力技術在施工的應用
預應力結構與普通混凝土結構相比,在施工領域更受歡迎, 尤其是高層建筑在施加預應力后樓板模板就可拆除, 施工方便且速度快。工程采用預應力混凝土平板結構,取消了許多梁, 模板用量明顯減少,安裝更簡單方便, 樓面結構普通鋼筋用量將減少,且其中大多是綁扎費時費力的梁鋼筋, 平板鋼筋綁扎快捷方便, 預應力筋與普通筋可交叉綁扎, 可節省施工時間。
當混凝土強度達到設計值的 75%時即可進行預應力筋張拉, 張拉過程中可照常進行上一層樓面的施工, 張拉完成后即可拆除模板,而預應力張拉不占施工工期, 節省了時間, 預應力平板的施工速度快于一般梁板體系, 這與常規想象有很大的不同。
二、預應力筋上下位置對于保證施工質量的作用
在后張無粘結預應力混凝土樓蓋的施工中,預應力筋的鋪放施工是一個比較復雜的問題。特別是對于無梁雙向平板結構, 雙向均布預應力筋相互交叉影響, 錯綜復雜, 如果不處理好預應力筋放置的上下位置關系和順序, 施工時將會眼花繚亂, 既浪費時間, 又容易做錯,導致返工而影響工期。 由于平板的厚度比梁高要小很多,預應力筋拋物線的矢高也相應的少了很多, 按照 《無粘結預應力混泥土結構技術規程》 的規定, 無粘結預應力筋曲線形的垂直偏差在板內為±5mm。如果兩條相交疊的預應力筋上下位置顛倒了,由于預應力筋的直徑一般大于 18mm, 那無論如何擺置, 要么是兩條預應力筋的垂直偏差
都大于 9mm,要么是一條預應力筋符合要求,另一條偏差大于8mm,這已經遠遠超出規程的要求。一般平板樓蓋的板厚為 180—20mm,預應力筋的拋物線矢高只有 60—90mm 左右。如果預應力筋的偏差值有 9mm, 就已經達到矢高的 1/10~1/7,這么大的偏差對預
應力筋在結構中的作用影響很大,會削弱結構的抗裂性能甚至是結構的承載力。但是, 如果兩條交疊的預應力筋的上下位置沒有顛倒,則總有辦法將它們都調到設計要求的高度。
三、建筑工程中預應力的施工方法
對于雙向均布預應力筋, 如果 X、 Y 方向的跨度相近(雙向板), 配筋相近, 且預應力筋拋物線的矢高相同(一般都相同), 則可以遵照以下的操作順序進行施工。 首先,在模板上確定每條預應力筋的水平位置, 最好是一前一后都定好位,以免偏差過大。當縱橫兩個方向都定位了, 則先在板縱向(或橫向)的兩邊最邊緣位置各布置一條預應力筋。這兩條筋是所有預應力筋中位置最低的, 故而一定要先放。 接著,在板橫向(或縱向)的兩邊又布置兩條筋,這兩條橫向筋壓在縱向筋的上方。(如果保護層小于 40mm 時, 縱橫向的預應力筋哪個在上、 哪個在下, 要根據板底普通鋼筋的縱橫走向來確定,與板底上排鋼筋同向的預應力筋應先鋪放,與板底下排鋼筋同向的須應力筋應后鋪放。這樣布置可以充分利用空間,保證矢高。當預應力筋的保護層大于40mm 時,這個問題也可以忽略)。 然后, 又在縱向(或橫向)布置兩條預應力筋,這兩條筋又壓在兩條橫向(或縱向)筋上, 依次重復布置, 就可以完成布筋。在施工過程中, 所有預應力筋都是以 “放” 的方式進行安置的, 既不用去比較哪個點高, 哪個點低, 也不用把預應力筋穿上穿下, 施工速度很快, 且不易弄錯。 當然, 施工員在確定橫縱向鋪放的先后次序的確定也是必要的, 但一且次序確定了,以后的施工過程都很容易掌握,工人只需經過簡單的培訓就可以勝任。
布置完畢之后, 通常還要進行預應力筋高度調整、 固定, 這時就更加體現出這種方法的優點: 無論任何一條筋向正確的方向調整, 都不會受到別的預應力筋所阻礙,上下兩條筋都可以達到其正確的位置。 所以,在施工過程中, 無需擔心有哪個點的高度得不到保證, 也無需邊鋪放邊就位(太早就位會受到以后工作的干擾, 如管線、 板面鋼筋等), 可以減少一些工作量。鋪放完畢, 待板面普通鋼筋綁扎后, 再進行一次調整、 固定就可以。
四、雙向預應力筋的方法的推廣
這種布置雙向預應力筋的方法,不僅僅適用于單塊近似正方形的板,而且對于單塊矩形板(長短邊相差較大, X、 Y 方向預應力筋相差較多)和多塊連續板同樣適用, 只需根據 “由邊至中, 交叉進行” 的原則, 稍加變化即可。
對于單向板, 兩個方向的跨度相差較大, 如果兩個方向的矢高一樣高時,考慮到在跨中有部分須應力筋會在最低點交疊, 至少一個方向的預應力筋會放得高些。 根據單向板的受力特性、 應把短跨方向的預應力筋放在下面,長跨方向的最后一條預應力筋放在上面。 由于長短方向的預應力筋的數量通常是不同的, 長方向的少, 短方向的多。若是按上面的方法長短方向一條一條間隔放置,則長方向的預應力筋全部放置完畢后, 短方向的還剩許多未安放,這顯然是不合理的。正確的方法是先算出長短方向的跨度比 n=L 長 /L 短 (當預應力筋間距不等時應用預應力筋數量比 n=N 短 /N 長代替), 然后在兩個方向的板邊各放置一條預應力筋。長向每放置兩條預應力筋, 短方向應放置完 2n 條筋。如果 n 不是接近一個整數, 則把 1/n 化為最小的整數比十(a、 b 都是整數), 然后兩個方向布置預應力筋的速度按長方向每布置 a 條筋、 短方向則布置 b 條筋進行, 這樣做就可以保證預應力
筋各就其位,不會互相影響擺放高度。長跨方向的中間那條筋等所有筋都鋪好了才鋪上, 對于多跨連續平板, 且板的兩個跨度大小相差不大時,預應力筋的鋪放順序則顯得尤其重要。多跨連續平板相對于單塊板來說,有更多的板邊, 且有的預應力筋跨越幾塊板,不相連的板的預應力筋也互相影響, 只要有一條筋提前鋪放下去, 就會造成許多交叉的筋要穿其下而過,不然就不能各就其位了, 嚴重影響了施工速度。但只要加以全盤考慮, 合理地安排施工順序, 同樣可以做到快速正確地施工。廣州美東紐約經濟文化交流中心是多跨連續預應力平板結構, 我們在該工地應用了這種布筋方法。 整個布筋施工過程無需進行預應力筋高度的比較計算。 我們先在模板上定出預應力筋間距,在各高度控制點(如最高點、 最低點、 反彎點)燒焊同定架, 然后在圖紙上按此布置原則標出布筋順序, 就可由工人按照布筋順序號, 選取相應規格的預應力筋進行鋪放, 完全避免了工人引著預應力筋穿上穿下的麻煩和由此極易造成的錯誤,節省了大量的勞動力,加快施工速度,有效地提高了勞動效率。 施工完畢, 施工員、 質檢員還可利用這一原則進行檢查判斷, 看工人有否做錯。
五、結束語
預應力鋼筋混凝土結構能改善性能、擴大功能,還能夠節約鋼材、木材、水泥,延長壽命,并具有耐火、耐高壓、耐腐蝕、抗疲勞震等優點,是當代工程建設中一種重要的結構材料,也是土建工程的一種高新結構技術。在預應力施工過程中,材料及各工序必須嚴格按照設計要求和相關標準、 規范、 規程操作,以保證完工后板梁的尺寸、 變形、性能等
達到設計要求, 確保施工質量。