预应力混凝土夹层板楼盖结构的新技术及其社会经济效益.pdf
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1、维普资讯 2 0 0 7 年 3月 第 4卷 第 1 期 深圳土木与建筑 V O L 4 N o 1 M 2 0 0 7 图3复合 预应力混 淀-土倒扁梁夹层板楼盖纵剖 面图 板的中间夹芯层宜采用预制的 “ 结构用轻质 材料, , 1 和严格 的构造措施 1 2 1 3 l ,其容重为 3 5 0 - - 4 0 0 k g m 。,相对于实心平板,夹层板本身的结构 自 重可减轻 6 0左右 4 l 。 同传统的梁板结构相比,在相同净高时, 可降低层高;一般每八到十层的建筑高度,可多盖 一 个楼层,而造价不变 6 。 楼板的夹芯层具有较好的楼层隔音、屋顶与 地板隔热保温 、室 内安全防火和环保
2、功 能。 结构的外形可做成相似于无梁楼盖 ( 结构仍 是框架秉暗扁梁框架) ,故便于灵活设置或更改轻 质隔断墙的位 置 。注 意:要事先预埋铁件 。 4、工程实例 预应力混凝土夹层板可在各种体系的楼盖结构工 程中应用, 并带来显著的经济效益和社会效益。下面 介绍夹层板在几种楼盖结构体系中的应用实例: 框架核心筒倒扁梁楼盖; 框架剪力墙暗扁梁和暗密 肋楼盖;框架暗肋大空间楼盖; 交叉梁大空间楼 盖; 框架核心筒高层建筑结构的楼盖;预应力装 配整体式楼盖。 4 1 预应力框架核心筒倒扁梁夹层板楼盖 京 都 9 号商住 楼 ( 现名 “ 华尊 大厦 ” )采 用 的复合预应力混凝土倒扁梁夹层板楼盖纵
3、剖面图与室 内外照片见 图 3和 4。 华尊大厦位于北京市北三环中路马甸立交桥东北 角,建筑面积 4万 m 2 ,地下 4层,地上 1 9层 ,标 准层高2 8 5 m( 净高2 6 0 m ) ,大柱网8 7 m7 5 m ;其 ( a)室外照片 ( 6 )室内标准层的夹层板刚拆卸模板 图4 华尊大厦 ( 京都 9号商住楼,柱网8 7 m5 m) 夹层板楼盖新技术 。夹层板的下层厚 8 0 m m 、上层厚 3 0 m m 、夹层厚 1 4 0 m m ,共2 5 0 m m 厚;1 9 9 8 年设计,1 9 9 9 年施工,2 0 0 0 年交付使用。 效 益 : 在 建 筑 高度 和
4、抗 震 限 定 的条 件 下 , 净空高度和使用荷载不变,多盖了两个楼层,改善 了隔音保温和灵活隔墙布置 ,未增加造价 。 4 2框架剪力墙预应 力暗扁梁和暗密肋夹层板楼盖 中国藏学研究中心留学生楼采用了框架剪力墙预 应力暗扁梁和暗密肋夹层板楼盖,其剖面示意图和 室内外照片见 图 5和 6。以后 ,该工程使用功能有 可能变动;故梁板的底面一律平得像板柱结构,看 不见梁 ,以便用户在使用期 间有可能作任意 的轻质 隔断墙 的变 动 。 中国藏学研究中心留学生楼位于北京市北四环中 路北面,建筑面积 0 5 5万 i n z 。该结构柱网的最大值 是 7 8 m 7 2 m( 暗肋的网格 1 5 m
5、 1 5 m) 。1 2层 楼 板和地 下室顶板 都采用 了预应 力混凝土夹层板 。 楼板和暗梁厚度一律 2 2 0 m m 。首层和顶层楼板的暗梁 厚度均为 2 2 O m m,楼板 的夹芯层厚 1 O O m m ,上下面 层板的混凝土厚 6 0 m m。标准层楼板和暗梁厚度也均 为 2 2 O m m,夹芯层厚 1 6 0 ,上下面层板的混凝土厚 中3 层以上 的标准层 2 5 m 2 首次采用预应力混凝土 3 0 舢 。 该工程 1 9 9 9年设计,2 0 0 0年施工,2 0 0 1 年 增 强 憎水 膨 胀 珍 珠 岩预 制 块 ,厚 6 0 2 2 0 5 50 缓 冷 轧 话
6、 肋 钢 筋 点焊 同 片 3 5 4 0 厚 钢 筋 嘲嘱 凝 土 板 ,钢 筋 嘲 片 屠 中 桂 上 扁鬃 - 严 一。 l _ l 譬 蘧j 斗 :划 , 爨 II o口 0 z 垫苎_ f f 柱子 l f 预 应 力 箭 I 图5暗扁梁和暗密肋夹层板楼盖剖面图 4 3 维普资讯 2 0 0 7 年3 月第4 卷 第1 期 深圳土木与建筑 y o L 4 N o 1 姒R 2 0 0 7 ( 室外照片 ( ( 室内首层门厅拆模后的情景) 图6 藏学研究中, 留学生楼 ( 柱网7 8 m7 2 m ) 交付使用。 效益:该工程在层高和抗震限定的条件下,节 省造 价 ,楼 层 隔音 、屋
7、面 隔热 ,多功 能使 用 。 4 3预应力混凝土交叉梁夹层板大空间楼盖 北京军区总医院门诊楼多功能厅平面尺寸1 8 m 2 1 m ,预应力交叉梁高8 0 0 m m ,间距 3 m ,楼板总厚 度 2 2 0 m m,夹芯层厚 1 5 0 m m ,其中上下层混凝土板 厚 3 5 ra m ,施工方法采用预留后张预应力施工缝 s J该 楼板位于第六层,是多功能大厅 ,其楼板底面到一 层 门诊大厅 的顶面之间设计为采光空间;这样就造 成多功能大厅楼板的板底下面是外露的状态 见图 7 ( a)和 ( b)照片 。建筑 热工要求地面保温 ,经 建筑、结构和用户协商后,采用揲胁惆锁专利技 术 做楼
8、 板 。 效益:这样既解决了地板保温问题,又减轻大 楼板 自重,免去地板下的吊顶,降低 了造价 ,可谓 一 举 多 得 。 4 4预应力混凝土框架暗肋夹层板大空间楼盖 图 8是国家林业局招待所工程拆模后 的内景 。 该工程位于北京市和平西街东面 ,2 0 0 3年竣工;各 层大厅和房间的层高一律 3 6 m ,其中 1 4 层大厅的 平面尺寸为 1 2 m x 1 8 m ( 板和暗梁厚 4 0 0 m m) ,第 5 层的大厅为 1 8 m x 1 8 3 m( 板和暗梁厚 5 0 0 m m ) ,其 余为小房间。建筑使用功能要求大房间的净空高度 大于小房间的净空高度,而大房间内不能有柱子
9、。 常规的结构只有实心平板才能做到。但是,这样大 的跨度,实心板结构自重太大,造价也很高。采用 双向预应力混凝土暗肋梁夹层板厚度 5 0 0 m m ( 其上、 下层板厚各 4 0 m m ,夹芯层厚 4 2 0 m m ,合计: 5 0 0 m m ) 解决了该疑难问题,而且各层都 “ 一举两得”寨既 解决了净高问题,又解决了1 4 层大厅地板的隔音 和 五层屋顶保温 。 效益:解决了楼房大厅不设柱子,又使楼层隔 音和屋顶保温层与结构层合二为一,还节省 了投 资 。 44 一 ( a )门诊楼立面 ( 6 )楼板交叉梁的板底外露状态 ( 平面尺寸 1 8 m X 2 1 m ,交叉梁宽 2
10、5 0 X 8 0 0 m m,间距 3 m X 3 m) 图7北京军区总医院门诊楼立面和多功能厅楼板底面局部照片 图 8 国家林业局招待所工程刚拆模后的内景 ( 室内大空间 跨度 1 8 m1 8 3 m ) 4 5预应力框架核心筒夹层板高层建筑结构的楼盖 颐德家园是高层建筑,位于北京市三元桥东 边,地 下 2层 ,地上 2 8层 ,共 3 0层,全部用夹 层板,其立面透视图和室外施工状态见图 9( a )和 ( b) ,室 内标准层 的夹层板和扁梁混凝土结构刚拆 模后的内景见图 1 0 。颐德家园 A座住宅楼的建筑面 积 4万 m ,柱网 1 0 8 m9 0 5 m ,建筑高度 8 9
11、8 4 m , 标准层高 2 9 5 m ,楼板的厚度 2 4 0 m m ( 其 中上下混 凝土面层板厚均为 4 0 m m,夹芯层厚 1 6 0 m m) ,框架 梁截面为 5 0 0 m m5 0 0 m m 。 常规建筑相同高度的楼房 只能建2 7 晨 采用预应力夹层板后, 多盖了3 个楼层。 工期是2 0 0 4 年4 月底开工,1 2 月初主体结构封项,北 京气候平均每月完成4 个楼层,夏季最快时每月完成 7个楼层 ,工期同普通混凝土实心梁板一样。 效益 :该工程在层高和抗震限定 的条件下,节 省投资 3 6 0 0万元,楼层隔音 、屋面隔热 ,多功能 使 用 。 4 6预应 力装
12、配整体式楼盖 预应力夹层板在工厂批量生产 ,符合产业化生 产 的要求,产 品质量能得到有效保证 。施工期间预 应力夹层板是自承重式,无须架设临时支承,因而 减少 了模板及支撑 的费用,施工速度快,缩短 了工 期 ,现场混凝土浇灌量也大大减少 。 o - 。采用先张 法预应力技术,夹层板抗裂性 能好 、承载 能力高。 此外对大跨度板在板缝 中还可设置无粘接预应力钢 筋,提高楼盖结构的整体性和抗裂性。同梁板结构 相比,在相同的净空高度时,可有效地降低结构层 高;便于灵活设置或更改轻质隔断墙。预制装配整 体式夹层板产品设计了一系列的跨度和规格,板宽 维普资讯 2 0 0 7 年 3月 第 4 卷 第
13、 1 期 深圳土木与建筑 V O L 4 N o 1 M A R 2 0 0 7 ( 6 ) 室外施工图 图9 颐德家园 A 座高层建筑住宅楼 ( 柱网 1 0 8 m9 0 5 m ) 图 1 0颐德家园A 座高层建筑住宅楼室内夹层板 刚拆模后的内景 ( 跨度 1 0 8 m9 0 5 m ) 度分两种,1 8 m和 1 5 m如图 1 1 ,以 1 8 m宽的为 主 ,1 5 m宽的配套使用 ( 因 1 8 m宽的较 经济 ) 。 跨度分 6种 :6 m、6 6 m、7 2 m、7 8 m、8 4 m、 9 m 。跨度 6 m 、6 6 m板厚 1 3 0 m m ,跨度 7 2 m 、7
14、 8 m 板厚 1 6 0 m m ,跨度 8 4 m 、9 m板厚 1 9 0 m m ,叠合层均 为5 0 m m 。其它尺寸的板可套用相近标准尺寸板的配 筋 。 八仙别墅拉斐特城堡东西配楼工程 , 5 5 0 0 m 2每 幢, 见图1 2 , 结构形式为钢筋混凝土框架结构。框架 梁为预应力混凝土, 楼板采用装配整体式预制预应力 夹层板结构,板跨度为 4 0 m和 6 0 m二种 。板名义尺 寸分别为:1 4 0 04 0 0 0和1 4 0 06 0 0 0 ,厚度均 为 1 3 0 m m 。板跨度 4 0 m的叠合层为 4 0 m m ,板跨度 6 0 m的叠合层为 5 0 m m
15、 。 效益:减轻了首层和二层楼盖大跨度框架楼板 结构层 的 自重 ,保持楼层在 同一水平面上使用时, 图 1 1 预应力夹层板 图 1 2八仙别墅拉斐特城堡结构工程 ( 东西配楼用了预制夹层板楼盖) 用户需要的净空高度 ,节省 了投资和造价 。 5、设计计算模型 初步设计时,可将夹层板视为网格梁 ,按单位 宽度上 的等代抗弯刚度 a差价 。用结构 静力计算手册进行估算 。截面特征 用毛截面惯性 矩。工字形截面的翼缘宽度,宜取板中暗肋的净距 口。预应力筋的初步设计可用荷载平衡法估算出预 应力筋用量。出施工图时,再用电算软件 ( 如 S A T W E P R E C等)详细计算 7 l 。结构工
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