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【摘要】本文就通过分析无粘结预应力楼板的结构特点,来探讨抗震墙体对无粘结预应力楼板抗裂性能的影响。
【关键词】抗震墙体;无粘结预应力;楼板;抗裂性;影响
目前受时代新思想的影响,很多人对自己的住宅个性化设计要求越来越高,但是传统的建筑结构平面设计往往会有各种梁柱的限制,开间较小,格局较为死板,很难满足现代人灵活多变的室内空间格局设计要求。在此情况下,无粘结预应力楼板应运而生,为解决开间小的问题提供了良好的技术基础。这种无粘结预应力混凝土楼板的应用可以很好的增大建筑内部的开间大小,建筑室内空间分隔更加灵活多样。但同时,建筑设计人员又面临了另一问题,就是采用无粘结预应力钢筋作为楼板的配筋,抗震墙体就会吸收一部分的张拉力,从而降低楼板的抗裂性。那么,为什么会产生这种现象呢?以下本文就来详细探讨这一问题。
1、无粘结预应力楼板及其特点
所谓无粘结预应力楼板,就是指利用无粘结预应力钢筋为结构的配筋,采用后张法的施工技术进行施工所得到的预应力混凝土楼板结构。这种无粘结预应力钢筋是用特有的生产工艺进行加工制作而成,为了防止钢筋腐蚀,还专门在其表面涂上了润滑油脂,并包裹一层数量。在具体的施工中,无粘结预应力钢筋的早期施工技术方法与普通钢筋的施工方法相同,都是要先进行铺放与绑扎,继而再进行混凝土浇筑。不同的是当混凝土强度达到一定程度时,就要采取后张拉法施工技术对预应力钢筋进行相应的张拉与锚固。此时钢筋受张拉的影响而发生变形,但其处于塑料套管内,不会对其周围的混凝土产生影响,因而两者之间依然是存在较大的粘结应力的,且无须在施工前线对混凝土结构进行孔道预留作业,简化了施工程序,提高了施工效率。
采用无粘结预应力楼板进行建筑结构施工,不但能够取得较大的梁板跨度,减少梁柱的占地面积,增大建筑内部开间,使空间布置更加灵活,还能减小建筑楼板的厚度,从而降低建筑的总高度,或是增多建筑的层数,经济效益极为可观。从性能上来讲,无粘结预应力楼板的防水性、抗腐蚀性、防火性、抗震性、防裂性都非常良好,且很容易对挠度和裂缝进行有效控制,伸缩缝的间距更大,结构自重更轻,管线的设置页更加方便。另外,使用这种施工技术方法还能简化施工过程,缩短施工周期,提高施工效率。
2、抗震墙体对无粘结预应力楼板的抗裂性能影响分析
由上述对无粘结预应力楼板的性能特点进行分析后我们可以看出,在建筑楼板施工中采用这种施工技术可以提高工程的经济效益,还能提高建筑的整体性能。但是需要注意的是,随着无粘结预应力楼板的应用实践工程越来越多,建筑技术人员逐渐发现了一个严重的问题,即采用这种后张拉法的预应力钢筋作为建筑楼板的配筋,会使得其部分张拉力被高层建筑的抗震墙体所吸收,产生了类似于先张法构件生产时的台座效应。其中内外筒结构体系尤甚,内筒外柱体系次之。图1表明,预应力筋对楼板的一部分轴向作用将被抗震墙的抗弯作用所平衡。
从(1),(2)式可以看到,随着预应力N的减小,楼板的抗裂安全系数将降低。为避免出现台座效应,须在抗震墙上设置预留缝,待楼板预应力筋张拉完毕,再用微膨胀混凝土填灌。该作法施工不便且会破坏抗震墙的整体性,对高层建筑抗震极为不利。笔者认为,采用上述措施完全没有必要,其理由如下:
图2在垂直荷载作用下楼板的拱桥效应
图1中的楼板可看成是架在抗震墙上的低矢高拱桥(图2),两侧抗震墙可看作不能转动(因抗震墙的刚度比楼板的刚度大得多),而能做微小水平位移的桥墩,水平位移值的大小同抗震墙的刚度大小有关。其极值情况就是抗震墙的刚度为无限大,桥墩的水平位移值也就等于零。于是,楼板就变成了低矢高的无铰拱,当垂直荷载作用在楼板上时,由于拱桥效应的作用,楼板将对抗震墙产生推力,而抗震墙又把推力反作用于楼板,其值大小为H1、同时,楼板与抗震墙的交界处,将产生弯矩M1:
3、结语
本文首先分析了解了无粘结预应力楼板的施工方法和性能特点,并在此基础上对抗震墙体对楼板抗裂性能的影响进行了详细严谨的论证,得出在采用无粘结预应力楼板进行建筑结构施工时,无须进行额外的抗震墙施工也能够达到设计要求的抗震效果。这一结论是笔者多年工程实践所得,希望能够为同行提供一些参考。
参考文献
[1]李京一.抗震墙体对无粘结预应力楼板抗裂性能的影响[J].建筑技术,2001.
[2]胡建昌,张德锋,张捷.无粘结预应力楼板的施工及质量控制[J].施工技术,2004(11)
【关键词】抗震墙体;无粘结预应力;楼板;抗裂性;影响
目前受时代新思想的影响,很多人对自己的住宅个性化设计要求越来越高,但是传统的建筑结构平面设计往往会有各种梁柱的限制,开间较小,格局较为死板,很难满足现代人灵活多变的室内空间格局设计要求。在此情况下,无粘结预应力楼板应运而生,为解决开间小的问题提供了良好的技术基础。这种无粘结预应力混凝土楼板的应用可以很好的增大建筑内部的开间大小,建筑室内空间分隔更加灵活多样。但同时,建筑设计人员又面临了另一问题,就是采用无粘结预应力钢筋作为楼板的配筋,抗震墙体就会吸收一部分的张拉力,从而降低楼板的抗裂性。那么,为什么会产生这种现象呢?以下本文就来详细探讨这一问题。
1、无粘结预应力楼板及其特点
所谓无粘结预应力楼板,就是指利用无粘结预应力钢筋为结构的配筋,采用后张法的施工技术进行施工所得到的预应力混凝土楼板结构。这种无粘结预应力钢筋是用特有的生产工艺进行加工制作而成,为了防止钢筋腐蚀,还专门在其表面涂上了润滑油脂,并包裹一层数量。在具体的施工中,无粘结预应力钢筋的早期施工技术方法与普通钢筋的施工方法相同,都是要先进行铺放与绑扎,继而再进行混凝土浇筑。不同的是当混凝土强度达到一定程度时,就要采取后张拉法施工技术对预应力钢筋进行相应的张拉与锚固。此时钢筋受张拉的影响而发生变形,但其处于塑料套管内,不会对其周围的混凝土产生影响,因而两者之间依然是存在较大的粘结应力的,且无须在施工前线对混凝土结构进行孔道预留作业,简化了施工程序,提高了施工效率。
采用无粘结预应力楼板进行建筑结构施工,不但能够取得较大的梁板跨度,减少梁柱的占地面积,增大建筑内部开间,使空间布置更加灵活,还能减小建筑楼板的厚度,从而降低建筑的总高度,或是增多建筑的层数,经济效益极为可观。从性能上来讲,无粘结预应力楼板的防水性、抗腐蚀性、防火性、抗震性、防裂性都非常良好,且很容易对挠度和裂缝进行有效控制,伸缩缝的间距更大,结构自重更轻,管线的设置页更加方便。另外,使用这种施工技术方法还能简化施工过程,缩短施工周期,提高施工效率。
2、抗震墙体对无粘结预应力楼板的抗裂性能影响分析
由上述对无粘结预应力楼板的性能特点进行分析后我们可以看出,在建筑楼板施工中采用这种施工技术可以提高工程的经济效益,还能提高建筑的整体性能。但是需要注意的是,随着无粘结预应力楼板的应用实践工程越来越多,建筑技术人员逐渐发现了一个严重的问题,即采用这种后张拉法的预应力钢筋作为建筑楼板的配筋,会使得其部分张拉力被高层建筑的抗震墙体所吸收,产生了类似于先张法构件生产时的台座效应。其中内外筒结构体系尤甚,内筒外柱体系次之。图1表明,预应力筋对楼板的一部分轴向作用将被抗震墙的抗弯作用所平衡。
从(1),(2)式可以看到,随着预应力N的减小,楼板的抗裂安全系数将降低。为避免出现台座效应,须在抗震墙上设置预留缝,待楼板预应力筋张拉完毕,再用微膨胀混凝土填灌。该作法施工不便且会破坏抗震墙的整体性,对高层建筑抗震极为不利。笔者认为,采用上述措施完全没有必要,其理由如下:
图2在垂直荷载作用下楼板的拱桥效应
图1中的楼板可看成是架在抗震墙上的低矢高拱桥(图2),两侧抗震墙可看作不能转动(因抗震墙的刚度比楼板的刚度大得多),而能做微小水平位移的桥墩,水平位移值的大小同抗震墙的刚度大小有关。其极值情况就是抗震墙的刚度为无限大,桥墩的水平位移值也就等于零。于是,楼板就变成了低矢高的无铰拱,当垂直荷载作用在楼板上时,由于拱桥效应的作用,楼板将对抗震墙产生推力,而抗震墙又把推力反作用于楼板,其值大小为H1、同时,楼板与抗震墙的交界处,将产生弯矩M1:
3、结语
本文首先分析了解了无粘结预应力楼板的施工方法和性能特点,并在此基础上对抗震墙体对楼板抗裂性能的影响进行了详细严谨的论证,得出在采用无粘结预应力楼板进行建筑结构施工时,无须进行额外的抗震墙施工也能够达到设计要求的抗震效果。这一结论是笔者多年工程实践所得,希望能够为同行提供一些参考。
参考文献
[1]李京一.抗震墙体对无粘结预应力楼板抗裂性能的影响[J].建筑技术,2001.
[2]胡建昌,张德锋,张捷.无粘结预应力楼板的施工及质量控制[J].施工技术,2004(11)