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摘要：本文通过中山市某大型办公楼楼板采用的无粘结预应力混凝土现浇楼板技术应用，分析了该工程预应力混凝土楼板的设计原则与思路，探讨了该技术在施工过程中的重点难点问题，为预应力混凝土技术在工程中的广泛应用提供参考意见。
关键词：预应力 混凝土 设计
1、引言
随着经济的快速发展，我国的土木工程行业也得到了迅猛的发展，许多大型建筑拔地而起。由于这些建筑的跨度比较大，普通的混凝土楼板在正常的使用下有可能出现拉应力从而拉裂楼板，影响建筑物的整体刚度与正常使用。在这种情况下，催生了预应力混凝土楼板技术。这种楼板是在混凝土楼板中穿入高强钢筋，让其在混凝土楼板中张拉后进行锚固，使得混凝土楼板始终储备着一定的抗拉能力。
2、工程概况
某大型办公楼位于中山市，其中地下有1层停车场，地上有12层，为框架剪力墙结构。建筑总高度为38.5米，总建筑面积为12309m2。本工程建筑工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为二组，建筑场地类别为II类。基本风压为0.6KN/m2，地面粗糙度为B类，风荷载体型系数取1.3。本工程建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为丙级，防火等级为二级。本工程采用了无粘结预应力混凝土现浇楼板技术，范围是在地下层结构顶板消防通道内。
3、预应力混凝土楼板的设计
在普通的预应力混凝土楼板的设计中，一般分为五个部分。分别是设计原则、混凝土楼板厚度的选择、平板分析、平板受弯设计与防腐保护。
设计原则。一般结构在恒荷载的作用下，楼板比较少出现拉应力。但本工程中由于楼板跨度比较大，在全部使用荷载作用下出现一定的拉应力。因此在设计过程中，在弯矩比较大的区段采用预压应力平衡楼板出现的拉应力，以保证楼板的整体性。
板厚的选择。该工程中，楼板的厚度主要考虑抗冲切、防火与钢筋防腐蚀的问题。在楼板设计阶段，由跨高比得到该层楼板的最小厚度为120mm，通过计算得出该挠度符合规范要求。此外，通过设置混凝土保护层最低厚度值保证符合钢筋腐蚀要求。
平板分析。该工程的平板分析采用的是等代框架法。这种设计方法可以由横向和纵向的柱轴线代替 原有的三维结构，再把每一榀框架作为一个整体作进一步的分析。有研究表明，无粘结预应力筋分担的承载力在边柱的地方多于远离柱子的地方[1]。因此，该工程无粘结筋采用划分柱上板带和跨中板带布置方式。
平板受弯设计。该工程中非预应力筋间距等于250mm，长度伸出支座各边净跨的1/6，主要为了发挥楼板的抗剪能力。通过计算得出，该工程中楼板的最佳平均预压应力控制为1.5N/mm2，在查阅相关规范后，得出这一平均预压应力值满足规范的要求。在双向板的简化计算方面，通过近似法进行计算，只考虑荷载布置、加载时间以及预应力损失的影响。
防腐保护。由于该工程混凝土楼板中的无粘结筋采用单根筋，所以在楼板设计的过程中要特别考虑钢筋的防锈防腐问题。为了有效保护无粘结筋，减少钢筋的腐蚀，采用了外包塑料套挤压塑，内涂建筑油脂防止可能引起的化学物质的腐蚀，从而保证无粘结筋的使用寿命。
3、施工准备
在预应力混凝土楼板的浇筑前，应该先做好材料准备和技术准备，以保证浇筑过程能够顺利一次性完成从而保证楼板的质量以及良好的整体性。
材料准备阶段。在施工准备阶段，要提前做好原材料的质量控制，这些材料有：无粘结钢绞线、承压板、张拉锚和挤压锚等。首先，要检查施工中所用钢绞线以及锚具的性能检测报告和合格证书；其次，选用合适本工程塑料套管；最后，根据现场实际施工需要选用2台YCN—2S型千斤顶，2台砂轮锯，2台YCN型油泵等施工机械。
技术准备阶段。准备足够多的专业人员进行施工是技术准备的关键要素。因为现浇预应力混凝土楼板的施工流程比较复杂，这是从支楼板底模板到张拉端锚垫板、螺旋筋、穴模块安装再到安装锚具预应力张拉，最后到张拉端封锚处理与后浇筑混凝土施工的一连串施工流程，只有专业人员才能很好把握这个流程中每个环节的施工质量[2]。此外，在混凝土浇筑完毕后也应由专业人员对所浇筑的混凝土进行检查，确保张拉端的混凝土振捣密实，以及没有出现孔洞现象。为了确保锚具与钢绞线的位置，在施工过程中尽量减少与锚具、端部预埋件的碰撞。
4、施工重点
施工质量的好坏直接关系到预应力混凝土楼板的使用，因此要把握好施工过程中的重点问题。该工程在施工过程中，重点考虑了预应力筋的安装、马凳的制作与铺放、张拉端预应力筋的铺放、混凝土的浇筑以及预应力筋的张拉质量这五个方面。
预应力筋安装。预应力的安装过程中曲线孔道长度可通过计算式计算出，本工程中一端张拉的长度按孔道长度加800mm计算。根据所需张拉长度，用砂轮切割机进行切割。此后，在每个下料中贴上表明其长度、编号的标签，最后把它存放在干燥平整的地方。
马凳的制作与铺放。马凳宽度为800mm，采用d10mm的钢筋制作。在铺设马凳时，先设置马凳的矢高，在最高点以及反弯点处均设置马凳。一般每隔2m设置一只马凳。
张拉端的组装以及预应力筋的铺放。张拉端的组装，要严格根据图纸要求安装好承压板和预应力筋。板面张拉时，承压板应与板面成20°C的夹角。预应力板筋一般为双向布置，铺放过程中要特别注意与非预应力筋铺设的走向是否一致。无粘结预应力筋应根据施工图中平面位置先编号后进行布置，再根据剖面位置对预应力筋进行准确定位，将其与马凳绑扎牢固。
混凝土的浇筑。混凝土浇筑前，由相关质量检查部门、施工单位对已经铺设完毕的预应力筋进行验收。浇筑混凝土的时候要确认该批次混凝土是否有合格证和检验报告。在浇筑混凝土的过程中，不允许碰撞钢绞线、锚具及端部预埋件以免影响钢绞线位置的准确性。混凝土的浇筑也要有专门的质量检查员在一旁监督，确保混凝土振捣密实没有孔洞[3]。在浇筑成型3天后可以拆除穴模，并清理承压板和撤除预埋件。如果发现有裂缝或者空鼓，应及时进行修补。
预应力筋张拉。混凝土强度达到设计要求后可以进行张拉。张拉前应把穴模拆除干净，削去预应力筋外露部分的包裹层，再利用原有的脚手架搭建操作平台，操作面与预应力筋的距离为1500mm。把张拉过程前把所用的千斤顶、电源等准备好，为实施张拉做准备。
张拉的过程中，按照图纸的要求先测量预应力筋长度，然后装千斤顶开始张拉，在预应力筋张拉的阶段，要保持应力达到1.03σcon时持续至少2分钟。在张拉结束后要及时检查张拉结果，保证预应力筋理论伸长值与实测值的误差在允许范围内。
5、总结
本文通过中山市某大型办公楼楼板采用的无粘结预应力混凝土现浇楼板技术应用，分析了预应力楼板设计中的重点内容，它包括设计原则、板厚选择、平板分析等五个方面。通过该工程的实际施工操作，讨论了无粘结预应力混凝土的施工重点和难点。为我国预应力技术的提高和广泛应用提供参考意见。
参考文献
[1] 王勇春. 无粘结预应力混凝土楼板设计[J].建筑工程，2011，10（10）：48-49
[2] 王波，孟子琦. 无粘结预应力混凝土楼板的施工方法及探讨[J].工程科技
[3] 王亚非 唐光卫. 浅析现浇无粘结预应力混凝土楼板的施工技术[J].建筑工程，2011，10（10）：54-55
关键词：预应力 混凝土 设计
1、引言
随着经济的快速发展，我国的土木工程行业也得到了迅猛的发展，许多大型建筑拔地而起。由于这些建筑的跨度比较大，普通的混凝土楼板在正常的使用下有可能出现拉应力从而拉裂楼板，影响建筑物的整体刚度与正常使用。在这种情况下，催生了预应力混凝土楼板技术。这种楼板是在混凝土楼板中穿入高强钢筋，让其在混凝土楼板中张拉后进行锚固，使得混凝土楼板始终储备着一定的抗拉能力。
2、工程概况
某大型办公楼位于中山市，其中地下有1层停车场，地上有12层，为框架剪力墙结构。建筑总高度为38.5米，总建筑面积为12309m2。本工程建筑工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为二组，建筑场地类别为II类。基本风压为0.6KN/m2，地面粗糙度为B类，风荷载体型系数取1.3。本工程建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为丙级，防火等级为二级。本工程采用了无粘结预应力混凝土现浇楼板技术，范围是在地下层结构顶板消防通道内。
3、预应力混凝土楼板的设计
在普通的预应力混凝土楼板的设计中，一般分为五个部分。分别是设计原则、混凝土楼板厚度的选择、平板分析、平板受弯设计与防腐保护。
设计原则。一般结构在恒荷载的作用下，楼板比较少出现拉应力。但本工程中由于楼板跨度比较大，在全部使用荷载作用下出现一定的拉应力。因此在设计过程中，在弯矩比较大的区段采用预压应力平衡楼板出现的拉应力，以保证楼板的整体性。
板厚的选择。该工程中，楼板的厚度主要考虑抗冲切、防火与钢筋防腐蚀的问题。在楼板设计阶段，由跨高比得到该层楼板的最小厚度为120mm，通过计算得出该挠度符合规范要求。此外，通过设置混凝土保护层最低厚度值保证符合钢筋腐蚀要求。
平板分析。该工程的平板分析采用的是等代框架法。这种设计方法可以由横向和纵向的柱轴线代替 原有的三维结构，再把每一榀框架作为一个整体作进一步的分析。有研究表明，无粘结预应力筋分担的承载力在边柱的地方多于远离柱子的地方[1]。因此，该工程无粘结筋采用划分柱上板带和跨中板带布置方式。
平板受弯设计。该工程中非预应力筋间距等于250mm，长度伸出支座各边净跨的1/6，主要为了发挥楼板的抗剪能力。通过计算得出，该工程中楼板的最佳平均预压应力控制为1.5N/mm2，在查阅相关规范后，得出这一平均预压应力值满足规范的要求。在双向板的简化计算方面，通过近似法进行计算，只考虑荷载布置、加载时间以及预应力损失的影响。
防腐保护。由于该工程混凝土楼板中的无粘结筋采用单根筋，所以在楼板设计的过程中要特别考虑钢筋的防锈防腐问题。为了有效保护无粘结筋，减少钢筋的腐蚀，采用了外包塑料套挤压塑，内涂建筑油脂防止可能引起的化学物质的腐蚀，从而保证无粘结筋的使用寿命。
3、施工准备
在预应力混凝土楼板的浇筑前，应该先做好材料准备和技术准备，以保证浇筑过程能够顺利一次性完成从而保证楼板的质量以及良好的整体性。
材料准备阶段。在施工准备阶段，要提前做好原材料的质量控制，这些材料有：无粘结钢绞线、承压板、张拉锚和挤压锚等。首先，要检查施工中所用钢绞线以及锚具的性能检测报告和合格证书；其次，选用合适本工程塑料套管；最后，根据现场实际施工需要选用2台YCN—2S型千斤顶，2台砂轮锯，2台YCN型油泵等施工机械。
技术准备阶段。准备足够多的专业人员进行施工是技术准备的关键要素。因为现浇预应力混凝土楼板的施工流程比较复杂，这是从支楼板底模板到张拉端锚垫板、螺旋筋、穴模块安装再到安装锚具预应力张拉，最后到张拉端封锚处理与后浇筑混凝土施工的一连串施工流程，只有专业人员才能很好把握这个流程中每个环节的施工质量[2]。此外，在混凝土浇筑完毕后也应由专业人员对所浇筑的混凝土进行检查，确保张拉端的混凝土振捣密实，以及没有出现孔洞现象。为了确保锚具与钢绞线的位置，在施工过程中尽量减少与锚具、端部预埋件的碰撞。
4、施工重点
施工质量的好坏直接关系到预应力混凝土楼板的使用，因此要把握好施工过程中的重点问题。该工程在施工过程中，重点考虑了预应力筋的安装、马凳的制作与铺放、张拉端预应力筋的铺放、混凝土的浇筑以及预应力筋的张拉质量这五个方面。
预应力筋安装。预应力的安装过程中曲线孔道长度可通过计算式计算出，本工程中一端张拉的长度按孔道长度加800mm计算。根据所需张拉长度，用砂轮切割机进行切割。此后，在每个下料中贴上表明其长度、编号的标签，最后把它存放在干燥平整的地方。
马凳的制作与铺放。马凳宽度为800mm，采用d10mm的钢筋制作。在铺设马凳时，先设置马凳的矢高，在最高点以及反弯点处均设置马凳。一般每隔2m设置一只马凳。
张拉端的组装以及预应力筋的铺放。张拉端的组装，要严格根据图纸要求安装好承压板和预应力筋。板面张拉时，承压板应与板面成20°C的夹角。预应力板筋一般为双向布置，铺放过程中要特别注意与非预应力筋铺设的走向是否一致。无粘结预应力筋应根据施工图中平面位置先编号后进行布置，再根据剖面位置对预应力筋进行准确定位，将其与马凳绑扎牢固。
混凝土的浇筑。混凝土浇筑前，由相关质量检查部门、施工单位对已经铺设完毕的预应力筋进行验收。浇筑混凝土的时候要确认该批次混凝土是否有合格证和检验报告。在浇筑混凝土的过程中，不允许碰撞钢绞线、锚具及端部预埋件以免影响钢绞线位置的准确性。混凝土的浇筑也要有专门的质量检查员在一旁监督，确保混凝土振捣密实没有孔洞[3]。在浇筑成型3天后可以拆除穴模，并清理承压板和撤除预埋件。如果发现有裂缝或者空鼓，应及时进行修补。
预应力筋张拉。混凝土强度达到设计要求后可以进行张拉。张拉前应把穴模拆除干净，削去预应力筋外露部分的包裹层，再利用原有的脚手架搭建操作平台，操作面与预应力筋的距离为1500mm。把张拉过程前把所用的千斤顶、电源等准备好，为实施张拉做准备。
张拉的过程中，按照图纸的要求先测量预应力筋长度，然后装千斤顶开始张拉，在预应力筋张拉的阶段，要保持应力达到1.03σcon时持续至少2分钟。在张拉结束后要及时检查张拉结果，保证预应力筋理论伸长值与实测值的误差在允许范围内。
5、总结
本文通过中山市某大型办公楼楼板采用的无粘结预应力混凝土现浇楼板技术应用，分析了预应力楼板设计中的重点内容，它包括设计原则、板厚选择、平板分析等五个方面。通过该工程的实际施工操作，讨论了无粘结预应力混凝土的施工重点和难点。为我国预应力技术的提高和广泛应用提供参考意见。
参考文献
[1] 王勇春. 无粘结预应力混凝土楼板设计[J].建筑工程，2011，10（10）：48-49
[2] 王波，孟子琦. 无粘结预应力混凝土楼板的施工方法及探讨[J].工程科技
[3] 王亚非 唐光卫. 浅析现浇无粘结预应力混凝土楼板的施工技术[J].建筑工程，2011，10（10）：54-55