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地下车库 · 方案对比

有人防要求的地库顶板,预应力为什么不宜采用无粘结体系?

有人防要求的地下车库顶板,BICP银泰建构按有粘结预应力体系出方案,无粘结只放在非人防区。做法成立的前提,是人防分区图、防护等级和等效静荷载已经由设计单位明确,并对照项目所在地的标准和审图要求逐条过一遍。这套判断的起点是防护要求,施工便利与否排在后面。被限制的只是无粘结这一种锚固与粘结做法,预应力结构本身仍可用于人防顶板。

作者:BICP银泰建构
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适用场景

地下车库方案对比人防地库顶板、无粘结预应力、有粘结预应力、地库顶板选型、人防顶板结构方案、预应力体系比选
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导语

方案讨论里最容易走偏的一步,是拿无粘结的施工便利当选型理由。无粘结省掉预留管道和穿束灌浆,现场确实好做,可它靠锚具把预应力传给混凝土,对锚具的可靠性和耐久性要求更高。人防顶板承受核爆动荷载,折算成等效静荷载后按弹塑性阶段设计,构件要有可靠的共同工作和连续传力路径,这是人防区顶板按有粘结体系出方案的主要理由。

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适合哪些项目

  • 顶板局部或整块划入人防区、要按人防荷载校核的地下车库顶板。
  • 覆土自重、消防车荷载、地下水浮力叠加的顶板,更要在方案阶段把体系先定下来。
  • 核5级人防顶板要换比选方向:等效静载过大,无梁楼盖这类形式就不合适了,建议改用梁板结构。
  • 动手前要先拿到:人防分区图与防护等级、覆土厚度、柱网与层高、顶板区格最大短边净跨、抗浮水位,以及项目所在地适用的人防标准和审图要求。
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为什么卡的是“无粘结”这一种形式

无粘结预应力筋和混凝土之间隔着防腐油脂与护套,两者不直接接触,预应力通过锚具传到混凝土上。好处是省掉预留管道和穿束灌浆两道工序,现场好做,预应力损失也小,使用阶段还能补张拉;代价落在锚具上,对它的可靠性和耐久性要求更高,预应力筋的抗拉强度也用不足。

有粘结先留孔道、再穿束,张拉完成后灌浆,浆体将预应力筋与混凝土连成整体,两者一起受力。人防顶板要的就是可靠的共同工作和连续传力,两条路线的受力方式差别正在这里。

标准依据要分开看两句话。《人民防空地下室设计规范》GB 50038—2005 没有禁止人防工程采用预应力混凝土结构;北京市地方标准《平战结合人民防空工程设计规范》DB11/994-2013 第4.1.1条写明,人防工程的钢筋混凝土结构体系不得采用无粘结预应力混凝土结构。不同地区的条文和审图要求有差别,我们做人防区顶板时统一按有粘结体系出方案,具体条文在项目上逐条对照。受限的只是无粘结这一种形式,预应力结构用于人防顶板这条路本身是通的。

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有粘结和无粘结在人防顶板上的差别

比较项 有粘结预应力 无粘结预应力
与混凝土的关系 灌浆后与混凝土粘成整体,共同受力 预应力筋与混凝土之间有油脂和护套,靠锚具传力
用在哪 人防区顶板、框架大梁等 非人防区顶板等无粘结可以承担的部位
锚固形式 板内多用扁锚,梁内用群锚,按构件与孔道选型 板内多用单孔锚固、单根张拉,也可按施工组织选其他锚固形式
主要工序 预留孔道、穿束、张拉后灌浆 铺束、张拉,不灌浆
标准依据 人防结构与框架大梁宜采用有粘结 北京市地方标准 DB11/994-2013 第4.1.1条:人防工程不得采用无粘结预应力混凝土结构
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先分区,再校核,最后比楼盖形式

  1. 按人防分区图把顶板切成块:人防区用有粘结扁锚体系,非人防区可以用无粘结单孔锚固体系,同一个项目按防护分区分别确定。
  2. 先按常规活荷载组合验算承载能力、正常使用极限状态和抗冲切,把板厚、预应力筋和普通钢筋定下来。
  3. 消防工况只校核承载力,沿用上一步的板厚与配筋,不够就加普通钢筋,不重复做正常使用验算。
  4. 按人防荷载工况组合校核时,永久荷载分项系数在效应不利时取1.2、有利时取1.0,人防等效静荷载分项系数取1.0;材料强度设计值按动荷载调整,混凝土弹性模量按静荷载作用时的1.2倍取用。承载力不够时,先不动预应力筋数量、加普通钢筋;还不够,才加板厚重算。
  5. 体系落定之后再比楼盖形式:平板、预应力宽扁梁加预应力大板、常规梁板,放在覆土、净高、挖深和综合造价上比。
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一个项目里的分区做法

我们在一个地下车库项目里就是这么做的:柱网8.0m×8.0m,人防区板厚400mm,板内布置有粘结扁形孔道预应力筋;非人防区板厚320mm,用无粘结预应力筋。两者相差80mm板厚,非人防区净空多出250mm,顶板自重下来,挖深和基础设计也跟着经济。一块顶板不必只用一种体系,多出来的板厚只加在人防区。

人防工况的方案测算我们也做过:柱网8.1m×8.1m、覆土2.0m,预应力平板方案比普通梁板方案综合造价省约27%,按3万平方米地下车库算约360万元。这组数来自方案阶段测算,比的是顶板楼盖形式,有粘结与无粘结之间的差价不在其中。

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工程上的几个判断

有粘结的孔道预埋和穿束,夹在支模、绑普通钢筋、浇混凝土这些工序里做;张拉由独立工种完成,不占关键线路,灌浆紧接张拉。纳入总包统筹后,工序安排和普通预应力工程一个逻辑。

要提前定下来的是三件事:外墙部位一般只能做固定端,张拉端要在后浇带或出板面解决,位置在深化设计阶段落定;后浇带位置用搭接把预应力筋接上,让预应力连续传过去;灌浆什么时候插入、浆体质量怎么控,写进专项方案。这三件事落定,有粘结在现场并不比无粘结难管。

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参考依据

  • 《人民防空地下室设计规范》GB 50038—2005
  • 《平战结合人民防空工程设计规范》DB11/994-2013 第4.1.1条(人防工程钢筋混凝土结构体系不得采用无粘结预应力混凝土结构);人防顶板的等效静荷载标准值查该规范表4.3.6,按覆土厚度和顶板区格最大短边净跨取值
  • 银泰建构地下车库顶板工程经验:一座地下车库项目的顶板按防护分区,分别配置有粘结扁形孔道预应力筋和无粘结预应力筋
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常见问题

Q1 人防区顶板能不能干脆不做预应力,全用普通钢筋混凝土?

可以,这是要比选的路线之一。顶板跨度大、覆土厚又超长时,普通梁板要在层高和挖深上付出代价,超长带来的温度应力还得另想办法。BICP银泰建构把普通梁板、预应力平板、预应力宽扁梁放在同一张表里比,按项目条件选。

Q2 预应力延性差,能用于人防顶板吗?

能。预应力结构在人防顶板的可选范围内,受限的是无粘结这一种锚固与粘结形式。预应力钢筋的伸长率通常是冷加工钢筋的3倍以上;普通钢筋一般超强10%,预应力钢绞线可超强29%,变形恢复能力好,人防工程多次使用更有利。

把人防分区图、覆土厚度、柱网和层高发过来,BICP银泰建构的工程师按防护分区提体系建议,顺带把顶板楼盖形式的比选做出来。

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