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技术文章

板厚做到400毫米以上,还按弹性薄板算空心楼盖,会漏掉什么?

漏掉的是板厚方向的剪切变形。跨度16米以上、板厚做到400毫米以上的现浇预应力空心楼盖,按弹性薄板建模算出来的刚度偏大、挠度偏小,板边传给边梁的扭矩和边带负弯矩也跟着算不足。BICP银泰建构在这类楼盖上的做法是整体分析照旧按弹性板走,剪切这一部分不指望软件补,用构造和施工要求兜住。

作者:BICP银泰建构
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适用场景

技术文章预应力空心楼盖、厚板效应、剪切变形、弹性薄板、板厚400毫米、大跨楼盖构造、施工图深化
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导语

弹性薄板这套算法的前提,是认为板在厚度方向不产生剪切变形。板薄的时候这个前提站得住;板厚过400毫米、跨高比压到40—45,剪切那一份在总变形里的分量就压不住了。最常见的误判是模型里把板厚按实际尺寸输进去,就以为厚板已经算过。输对板厚只解决了自重和弯曲刚度,剪切没跟上。

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适合哪些项目

  • 适合: 跨度16米以上、板厚400毫米以上的现浇预应力空心楼盖,单向、双向都适用。
  • 不适合: 板厚400毫米以下、跨度不大的实心板或普通空心板,剪切分量小,按弹性薄板算没有实质差别,不必套用下面的构造。
  • 需要先确认: 空心内模形式和空心率、内模之间的肋宽、板边有没有实心带、边梁刚度、柱位有没有暗梁、支撑方案和拆撑时间。跨高比40—45是常规荷载下的经验区间,不是规范硬性规定;跨度超过24米,设计人要有相近跨度的经历。
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剪切变形从哪儿漏掉

空心楼盖的截面本来就要折算:把空心的部分按等截面面积、等刚度折成工字型,再拿这个截面去做验算。弯曲这一路这样折是对的,剪切这一路不是。内模把腹板掏空,剪切刚度的损失比弯曲刚度快,而模型里板还是按一整块实体算,刚度就取大了,挠度和反拱都跟着失真。

柱周是另一个容易漏掉的位置。板一厚,剪力往柱边挤,柱周的局部承压和冲切要按实际板厚单独过一遍。张拉时承压板底下的混凝土被压溃,是空心楼盖见得到的质量通病。

还有一处现在算不清楚:四边支承的空心板,长短向比落在2.0—3.0之间,规范上宜按双向计算。行业里一篇以大跨预应力空心板为对象的工程论文,作者认为这类板板厚大、剪切变形明显、计算理论还不成熟,出于安全考虑工程上仍按单向构件设计。这是论文作者的观点,也说明厚板这一段眼下还要靠保守取值和构造处理兜着。

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结果偏在哪几处

部位 按弹性薄板算 厚板效应要另行处理
板整体变形 挠度、反拱都偏小 叠加剪切变形,实际变形更大
边梁与板边 扭矩、边带负弯矩偏小 板对边梁的转动约束更强,两者都更大
柱周 剪力按薄板分配 局部承压、冲切按实际板厚单独验算
内模之间的肋 只算弯曲 腹板窄,斜截面受剪先到限

这些偏差计算书不会报警,通常到张拉、拆撑或使用阶段才显出来;处理起来材料花不了多少,占的是工序,装修和机电的排期跟着往后挪。

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施工图阶段补哪几笔

  1. 板厚按实际尺寸输进模型,自重按空心构造折算、把内模重量计进去,附加恒载再另外叠加。空心率、实体比例、内模重量、附加恒载这四项要对得上。
  2. 承载力和正常使用都按折算后的工字型截面验算,等截面面积、等刚度;受压区高度压在翼缘高度以内,不进腹板。
  3. 边缘构件按实际传力路径算弯剪扭,单向的按单向、双向的按双向。PKPM出图的,在程序结果上把边缘构件宽度加100—200毫米、抗扭钢筋适当增加;YJK可以直接按板的有限元结果做。
  4. 三处构造画进图:板边留不小于0.5倍板厚的实心带(规范规定不低于0.1倍板厚),配箍筋、间距同边梁;框架柱位置设构造暗梁,暗梁不是梁,作用是把柱周剪力摊开;内模之间设构造肋梁,纵筋不少于2根Φ12,箍筋不小于Φ8、间距不大于400毫米。
  5. 施工要求写进图:张拉完成之前不拆板底支撑;板厚超过500毫米分层浇,第二层在第一层初凝前浇完;坍落度按不低于180毫米控制,规范的要求是不宜低于160毫米。
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天津熙汇广场的板厚怎么定的

天津熙汇广场一期工程的空心楼盖区域约4000平方米,网格25.2米×25.2米,板厚550/650毫米。这个网格下我们同时算过混凝土井字梁、钢网架和预应力空心楼盖,三条路线比较后才定下预应力空心楼盖;几种网格各配一套板厚、空心箱体、肋梁和配筋,没有一套参数从头用到尾。

工程做下来,判断是板厚定完只是开头,现场顺不顺主要看板边和柱位那几处构造,以及内模抗浮连在哪儿。抗浮点要连在板下脚手架上,图省事绑到下铁钢筋上,内模一浮就把钢筋一起带起来,楼面不平整事后很难找回来。浇筑分层控制,竖向剪刀撑沿与浇筑方向相反的方向打45度,间距不大于3倍横杆间距。

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参考依据

  • 天津熙汇广场一期工程(大跨预应力空心楼盖):银泰建构负责预应力结构设计、深化设计与施工。
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常见问题

Q1 400毫米这条线是规范定的吗?

不是规范硬划的线。规范允许按弹性板算,400毫米是我们在工程上判断剪切变形要不要单独处理的经验界线,具体还要看跨高比、空心率和支撑条件:跨大、空心率高、肋窄的,往厚板这一侧靠。

Q2 加了预应力,剪切变形是不是就抵消了?

抵消不了。预应力给的是反向弯曲和反拱,能抵掉一部分挠度,改不了腹板本身的剪切刚度。剪切带来的变形和内力重分配,还得靠截面和构造处理。

板厚过了400毫米的空心楼盖,计算和图纸要对同一件事负责,算不出来的那部分用构造和施工要求补上。手上正在做这类项目的,把结构图和支撑方案摊在一起对一遍,比反复调计算参数管用。

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