加固砖混结构应力预制板楼面结构的建议措施
砖混结构的楼面预制空心板结构,它具有质轻、隔音、节约材料的性能。它相对现浇板节约混凝土量大约40%,节约钢材50%,从节约材料这方面来讲,它具有很好的经济效益。它还节省大量的模板和劳动力以及便于安装等优点。
但它还有一些明显的缺陷:一是它的整体结构性差,因它由一块一块预制板拼装起来的,板的横、竖缝是用细石混凝土或水泥砂浆填充的,连接性能差,故抗震性能差。从中国《建筑结构学报》2008第4期“建筑结构抗倒塌能力―汶川地震建筑抗震的教训”一文中,把砖混结构房屋倒塌原因归纳为两点。‘一是结构形成不合理。二是抗震的构造措施严重不足,如:预制板无拉结筋,无后浇叠合层,特别是无构造柱,甚至没有圈梁’。‘事实上,1976年唐山地震以及上世纪末我国西部地区多次地震震害都表明,砖混结构中的现浇钢筋砼圈梁、构造柱对于结构在抗震中保持整体性,避免发生整体倒塌具有非常重要作用,特别是构造柱的作用尤为重要,只要构造措施得当,砖混结构完全可以达到预期的抗震设防目标’。
从上面的资料中,我们可以得出2点结论:一是预制板楼面结构需要有抗震的构造措施(也可理解为加固措施),如:1.预制板要有拉接筋;要有后浇叠合层,也就是在预制板上加8-10厘米厚的有钢筋网片的现浇结合层。2.构造柱、圈梁结构体在抗震中起主要决定性作用。
本文的预应力预制板的加固措施就从以上2点来论述:
上面提到的对预制板的构造措施(也可理解为加固措施),主要是在经济方面不划算,那还不如直接采用砼现浇板,故我提出以下加固措施;即在放置预制板时,预留下25-30厘米的间隔作为现浇连接加固板(我们可以把连接板设计成下部3φ12、上部为2φ12、支座上加1根1.2米长的负弯距筋的笼状配筋结构、箍筋为φ6间距200)。连接板与圈梁上预留出的钢筋拉接,或者说在连接板过圈梁的地方,圈梁上要预留出钢筋进行拉接,浇筑在一起。纵、横外墙的预制板外的外端头、外侧都与现浇连接板下的圈梁结合在一起,或同成一个整体,这样现浇连接板就把预制板拉结、固定为一个结构整体,便楼面结构整体和抗震稳定性大力增强,下面来看一下现浇连接板的加固示意图和局部详图。
这样的加固措施,从结构来说。一是对预制板进行整体加加固、拉接,因为预制板是放在圈梁上的,结构形式为简支(梁)铰结。用连续的现浇板对它进行拉结、加固,就像用现浇板把预制板箍起来一样,使预制板的简支结构不易破坏。预制板端头和外侧都有连续现浇板的拉结、结合,它比在预制板之间放置拉接筋,作用更大、更有效。2.它是对构造柱、圈梁结构的加固。因为建筑物的横向圈梁空间比较大,也就是进身比较大,一般为5-6米;而纵向连续的现浇板带不正是对构造柱、圈梁抗震结构的加固吗,它对于提高抗震功能具有一定意义。以上从结构论述的2点,只是理论的推测或科学的假设,而无理论的计算方法,要使这一理论成立,还有待于类似抗震试验来证明,更有待于实践来检验。3.我们可以把预制板加固方案看作是现浇板与预制板的混合结构,而且空心预制板占板面的三分之二,它相对现板浇的设计更为简单,它只设计一个现浇板带的笼状配筋结构,这对建筑设计和施工标准化是一个有力的支持。从减轻板面结构重量20-30%来说,对结构的基础设计更为有利。
二、钢筋砼现浇板在浇板过程中,钢筋的踩踏是不可避免的。如果设计的负弯矩钢筋小于φ12,浇筑过程中踩踏会使它变形过大而起不到应有的受力作用,而使现浇板质量降低,有时出现裂纹,这也是现浇板用钢材量大的原因之一。而在预应力预制板安装时预留下25-30厘米的现浇板带,在浇筑过程中一般不会出现钢筋踩踏情况,也便于施工操作。
三、节材性能好。如前所述,预应力砼预制板加固方案相对现浇砼板来说,节约砼量大约30%,节约钢材量50%,节约模板量三分之二,而且它安装方便,所以它节约大量的劳动力。在我国大力推广节能降耗的今天,预制板的加固措施更具有现实意义。
参考文献:
【1】 姚玲森主编. 桥梁工程(适用于公路与城市道路工程桥梁工程).北京:人民交通出版社,2002.
【2】王丽荣,盛可鉴,丁剑霆主编. 桥梁工程 (高等院校土木工程专业系列教材). 北京:中国建材工业出版社,2005.
【3】华孝良,徐光辉主编 . 桥梁结构非线性分析. 北京:人民交通出版社,1997.
【4】张树仁. 钢筋混凝土与预应力混凝土桥梁结构设计原理. 北京:人民交通出版社,2004.