450MM空心板承载力

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450MM空心板承载力(一)
预应力空心板计算书 (1)

预应力空心板计算书

一、 设计说明

该工程为框架结构，顶板22.6*72.1m2，跨度较大，采用预应力空心板进行设计。板厚600mm，填充箱底面尺寸为500mm×500mm,高度均为450mm；两个填充箱间肋宽180mm。预应力筋采用抗拉强度为fptk=1860N/mm2的φs15低松弛无粘结预应力钢绞线，采用无粘结施工工艺，张拉端选用XM15-1单孔夹片锚具，锚固端选用挤压锚具。非预应力纵筋采用HRB400级钢筋，箍筋采用HRB400级钢筋。混凝土设计强度为C40，张拉控制应力为σcon=0.75fptk，当混凝土立方体抗压强度达到设计强度等级值得80%以上（含80%）时方可张拉预应力筋。

二、 荷载及内力

1.荷载由结构自重和楼面活荷提供

楼面荷载（标准值）：

恒载：gk=25*(0.68*0.6-0.45*0.5)/0.68+4.5=12.2kN/m2，

活载：qk=0.5 kN/m2；

2.楼板内力计算

按单向板进行计算：l/b=72.1/22.6=3.2>3

弯矩设计值：M=1/8*(12.2*1.35+1.4*0.5*0.7)*22.62=1083kN·m

每箱单元承受弯矩：M0=1083*0.68=736 kN·m

三、 配筋计算

正截面承载力计算。根据林同炎预应力理论，可以考虑弯矩的分配原则如下：预应力筋承担极限弯矩的70%，非预应力筋承担极限弯矩的30%，这样在设计上是偏于安全的。

fpy=0.7*1860=1302 N/mm2

则

ApMd

0.95*fpyhp

Ms

0.95fyh00.7736106833mm2=0.951302500 0.37361061153mm2=0.95360500 实配6Uφs15（Ap=840mm2） As

实配816（As=1608mm2）

根据《混凝土结构设计规范GB50010-2010》9.1.1条规定，单向板非受力方向钢筋截面面积不宜小于受力方向跨中板底钢筋截面面积的1/3。非受力方向板底钢筋为每箱单元9 16（As=1809 mm2）。

450MM空心板承载力(二)
碳纤维布加固PC空心板受力性能分析及承载力计算

碳纤维布加固PC空心板受力性能分析及承载力计算

摘要：结合碳纤维布加固PC空心板的受力特点及破坏模式，以非线性有限元理论为基础，对碳纤维布加固PC空心板受力性能进行仿真分析，研究不同碳纤维布粘贴方式对空心板受力性能的影响。

关键词：预应力混凝土；空心板；碳纤维布加固；非线性有限元方法

1 概 述

碳纤维布是近年来广泛应用于加固工程的一种新型材料。与传统加固方法相比，碳纤维布加固技术具有[1]：①高强高效；②耐腐蚀性能及耐久性；③加固构件自重及体积增加少等优点。国内外对碳纤维布加固钢筋混凝土结构的受力性能进行了大量的试验研究，但是随着有限元理论的发展，采用有限元计算方法对钢筋混凝土结构进行仿真分析，已经受到土木界越来越广泛的重视[2]。

碳纤维布加固空心板全过程受力计算的有限元方法

选用整体式与分离式二者相结合的模式：将普通钢筋弥散于混凝土中，按整体式建立钢筋混凝土空心板有限元模型，再将预应力钢筋和碳纤维布按各自特点选择单元，与混凝土单元共节点，组成分离式与整体式相结合的碳纤维布加固预应力混凝土空心板有限元模型。

混凝土材料采用Solid65单元来模拟，预应力钢筋采用Link8单元来模拟，碳纤维布采用壳单元Shell41来模拟，在加载点和支座处设置弹性垫块，弹性垫块采用Solid45单元来模拟。建立有限元模型时，预应力钢筋杆单元与混凝土实体单元共节点、CFRP壳单元与混凝土实体单元共节点。

混凝土应力—应变关系上升段为二次抛物线，直线段为水平线，如图2.1所示。

预应力钢筋应力—应变关系采用双折线模型，见图2.2。

碳纤维布应力—应变为线性关系[3]，仅有极限强度。

支座通过支座垫块节点上的约束来模拟，荷载通过施加在加载垫块上的面荷载来模拟。垫块应力—应变关系按线性考虑。本文处理裂缝的方式为弥散裂缝模式[4]。

450MM空心板承载力(三)
预应力空心板配筋计算

第6章 预应力空心板配筋计算

6.1基本数据

门机轨道之间棉板采用先张法预应力钢筋混凝土空心板。净跨度6100mm。 (1)、构件尺寸

板长6500mm，板宽2400mm，圆形开孔直径300mm，共5个孔。

图6—1 板断面

简支板计算跨度 ①弯矩计算

取L=L0+h=6100+500=6600(mm) L<(L0+e)=6100+200=6300(mm) 故取L=6300mm

②剪力计算 取L=L0=6100(mm) (2)、材料

混凝土强度等级C40，混凝土重度γ=24KN/m3 ,钢筋混凝土重度γ=25KN/m3；混凝土抗压强度设计值fc=19.5MPa，标准值fkc=27MPa；混凝土抗拉强度设计值ft=1.80 MPa，标准值fkc=2.45MPa。预应力钢筋采用冷拉Ⅲ级钢筋，强度设计值fpy =420 MPa，标准值fpyk =500 MPa。箍筋、吊环采用Ⅰ级钢筋，强度设计值fy=210 MPa。

(3)、施工条件

先张法，放松预应力钢筋时的混凝土强度按规范⑸第6.1.3条取C40的0.75倍，为30MPa。

(4)、作用

①永久作用G标准值(忽略齿缝时的每米宽度板重) q=(2.40.5-43.140.32/4)25/2.4=0.00955(MPa)

1

q2

(面层)=0.1×2.4×25÷2.4=0.0025MPa

②可变作用标准值 a、堆货荷载： q3=30KN/m2

b、15t汽车荷载

汽车资料由《港口工程荷载规范》查得(图9-2)： 汽车总重力150KN；

后轴重力标准值100KN，前轴重力标准值50KN； 轴距4.0m，轮距1.8 m； 车辆外型尺寸7m2.5m；

按规范，相邻两辆车(<30t)横向间距不应小于0.1m，纵向前后两辆车的轴距不应小于4.0m。

700400

⑷

⑷

轴

CB

轴

a10

hs

b0

01

h1

b1

180

图6-2 图6-3

荷载传递宽度计算(图6-3)： 单轮，平行板跨方向

a0=200mm，hS=100mm a1=a0+2hS=200+2100=400mm 单轮，垂直板跨方向

b0=500mm，hS=100mm b1=b0+2hS=500+2100=700mm 由上知，各轮之间荷载传递没有重叠部分。

250

前

DA

后

剪力计算：(按两辆车垂直板跨方向并行时算，布置见图6-4)

PA 0

PB

PA 0PB

1

1

1

1

图6-4

平行板跨方向，as=a0=400mm

垂直板跨方向，(荷载于支座附近x=200/2=100mm) B1=700mm，h0=100+500=600mm

bsc= b1+1.8h0+0.3x=700+1.8600+0.3100=1810mm 当轮B在支座附近时荷载强度标准值： qB=(100000/2)/(4001810)=0.06906 MPa 对应的其它轮子的荷载强度标准值 ： ｑA= qB= qA=0.06906 MPa (5)、承载能力极限状态作用效应持久组合

自重作用的分项系数γG=1.2,堆货作用的分项系数γ的分项系数γ

Q2

Q1



=1.4,汽车荷载作用

=1.4，运输机械荷载作用分项系数γ【450MM空心板承载力】

Q3

=1.4，结构重要性系数γ

=1.0。

①取自重作用效应与堆货作用效应组合设计值

MGMGQ1MQ1

=(1.2

18

0.012056300

2

+1.4

18

0.0306300)2400

2

= 672269220(Nmm) =672269.220(KNmm)【450MM空心板承载力】

VcVcQ1VQ1

=(1.2=(1.2

1212

qn+1.4

12

q1n)3240

12

0.012056300+1.40.0306300)2400

=426837.6(N) =426.8376(KN)

②取自重作用与板端汽车轮压力作用效应的剪力组合设计值

V=1.2

12

0.012056300+1.50.06906400((6100-400/2)

+(6100-1800-400/2)+(6100-800-1800-400/2))2400/6100

=216872N

(6)、正常使用极限状态作用效应组合

①作用的短期效应组合值

频遇值系数ψ1=0.8。取自重q和堆货作用q1的标准值组合时的跨中弯矩组合值：

MS=(

18

18

0.012056300+0.8

2

0.0306300)2400=429247350(Nmm)

2

取自重q和堆货作用q1的标准值组合时的剪力组合值：

VS=

12

(0.01205+0.80.030)61002400=263886(N)

②作用的长期效应(准永久)组合值

准永久值系数ψ2=0.6。取自重作用q和堆货作用q1的标准值组合时的跨中弯矩组合值：

M 1=(

18

18

0.012056300+0.6

2

0.0306300)2400=357805350(Nmm)

2

6.2 持久状况承载力计算 (1)、正截面受弯承载力计算【450MM空心板承载力】

①截面换算

为了简化计算，将直径D=300mm的圆孔换成矩形：

b0=0.908D=0.908 300=272.4(mm) h0=0.865D=0.865 300=259.5(mm)

将空心板换算为Ⅰ字形截面(图6-5)



h= h =(500-259.5)/2=120.25(mm)

bf= bf =2400(mm)

f

f

h=500 mm

b=2400-80-5272.4=958(mm)

图6-5 空心板换算成的工字型截面

②判别T形截面类型

取自重q和堆货作用效应组合设计值。 混凝土C40 fC=19.5(MPa)

为防止在放松下部预应力钢筋时，板顶部混凝土开裂，在板顶受压区配置预应力钢筋估算后选用冷拉Ⅲ级钢筋814，AP=1231mm2。

受拉区预应力钢筋的数量尚未确定，暂定全部预应力损失值为100 MPa，即σ1=100 MPa。按规范⑵第6.1.4条板顶预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时的预应力钢筋应力σp0：

σp0=σcon-σ1

式中σcon=0.9f pyk ，查规范附表A.0.3，f pyk =500 MPa，因此

σp0=0.9500-100=350MPa)

取as=as=50mm，所以h0=450mm

fcb fhf (h0 -0.5 hf )-(σp0-f py)A(h0- as)

=19.52400120.25(450-12















120.5)-(350-420)1231(450-50)

=2227864075(Nmm)＞M(672269220(Nmm)

按bf=2400mm的矩形截面计算。

③计算钢筋面积

a、因在板顶部配有受压筋，按双筋截面计算：

M1=M-(σp0-f py)Ap(h0- as)

=672269220-(350-420)1231(450-50) =706737220(Nmm)





450MM空心板承载力(四)
现浇混凝土空心楼板施工技术要点探讨

　　【摘要】本文通过工程实例对现浇混凝土空心楼板的施工技术要点进行了探讨，以供同仁参考。

　　【关键词】现浇混凝土空心楼板施工；技术要点
　　一、前言
　　现浇混凝土空心板是建筑行业领域出现的一项新结构体系，它具有整体浇筑，无缝隙，整体性受力好，隔音、隔热效果明显，而且整体浇筑使楼板的力学性能更合理，因而在建筑领域得到了广泛应用。本文通过工程实例对现浇混凝土空心楼板的施工技术要点进行了探讨，以供同仁参考。
　　二、工程应用实例分析
　　某大厦地下二层车库，建筑面积约12131m2，基础形式为桩承台筏板基础，底板厚1400mm（其中包括承台800mm厚），地下室外墙厚度分别为地下二层为450mm和地下一层为400mm。本工程±0.000相当于绝对标高的6.200m，顶板板厚空心板为600mm厚，地下室二层顶板空心板厚为500mm板的形式。本工程采用的“内模”为成品GRC薄壁矩形箱体，规格为600mm×600mm×390mm、600mm×600mm×320mm。内模主要起到规范成孔形状的作用，不参与结构受力。当混凝土成型，达到设计强度后，内模也就完成了“工作使命”。
　　三、工艺流程及施工要点
　　（1）工艺流程
　　支板底模→箱体内模、水暖电管盒等定位→绑扎板底部钢筋→底部钢筋支设砂浆垫块→电气布线管→检查验收→布置楼板箱体内模→箱体内模的固定抗浮处理→绑扎板上部钢筋→检查验收→混凝土浇筑
　　（2）施工要点
　　1）搭设脚手架和板底模安装。搭设现浇砼空心楼板模板的支架与普通的实心楼板支架不同，板的跨度、厚度相差较大，应采用满堂脚手架，立杆间距700mm×700mm，所有板底受力横杆与立杆之间用双扣件，楼板支撑也全部加保险扣件，支撑均要与扫地杆连接，扫地杆距楼面的距离200mm，横杆步距为1500mm，顶板木方间距控制在250mm。施工中为保证板的地面平整度，所以在模板安装的时候做起拱处理，模板中心起拱高度一层在3～5‰之间。
　　2）箱体内模定位及线管盒的预留、预埋定位。在模板支设完成后，根据图纸及设计要求，制定箱体内模布置图，在模板表面放线进行箱体内模定位并确定好箱体加固点位，以便箱体安装完毕后抗浮加固处理。根据功能要求，线管盒的预留、预埋较多，管线纵横交错，特别是穿楼板的上下水管道，一旦埋下就不能再轻易凿打和移位。因此，布置线管盒要先在楼板底模上放线定位，经技术负责人组织土建和水电工长共同复查，无误后方可进行楼板底部钢筋的绑扎。
　　3）绑扎板底部钢筋、底部钢筋混凝土保护层处置。钢筋绑扎完毕后，项目部工程质检部门检验，经自检合格后应及时上报监理进行底部钢筋验收，以免箱体内模布置完毕后，底部钢筋无法检查。做好底部钢筋加固。见图-01。钢筋绑扎正确为以后箱体内模的抗浮处理打下基础。箱体内模与底层钢筋之间垫块，保证底部钢筋和箱体内模有足够的底板厚度，确保现浇空心楼板底部混凝土受力的结构安全。防止混凝土浇筑时箱体内模与钢筋之间产生滑动造成内模损坏。采用12的螺纹钢筋通长以横方向放置，固定在小梁的箍筋上，每个空心楼盖2根，间距按要求0.4米。
　　图-01
　　4）电线管盒的敷设。电气布线管盒的敷设掌握几个原则：①参考内模布置图与土建进行配合布置，电线管必须横平竖直；②按照事先的放线进行布管；③尽量布置在梁边、布置在内模横向或者纵向的间隙内；④严禁穿透内模来布置线管；
　　⑤线盒、水暖穿板管等预留、预埋无法避开内模的时候应采根据预留位置安置木质异型箱体，并对异型箱体进行加固处理。
　　5）内模的安装与固定和板上部钢筋的绑扎质量控制。板底绑扎安装完成后，固点用12号铁丝将板底筋进行加固绑扎，间距为700mm，并把12号铁丝穿过底模与模板支架横杆固定牢固，确保底板底钢筋不上浮。按箱体内模布置图的块数、间距摆放整齐。每排箱体上铺两根12的螺纹钢筋为抗浮筋通长以横方向放置，再用直径6mm拉钩将抗浮筋与板底筋拉结，间距为700mm，这样就能有效地实现内模箱体的抗浮与固定。在内模安装过程中应注意内模的破损修补，破损的内模必须重新更换或者进行修补，确保混凝土浇筑过程中混凝土不至于进入内模内部。内模固定完成后，进行中间验收，验收合格后进入上部钢筋的绑扎。上部钢筋绑扎应注意，钢筋与内模之间要用砂浆垫块隔离，不可使钢筋与内模外壁接触。上下层钢筋应做加固处理。
　　6）检查验收。根据施工图纸进行上层钢筋绑扎工作，上层钢筋绑扎完毕由项目质检部门自检合格后，报监理验收。
　　7）混凝土施工准备和振捣质量控制
　　混凝土施工前后需注意以下几点：①在验收前，应将模板内的杂物清理干净。经项目技术部门预验收合格后，再请监理工程师共同进行隐蔽验收。验收后，及时办理好签证手续；②采用定型马凳或者跳板，搭设施工马道，防止施工人员行走，随便踩踏箱体内模和钢筋，同时也可作为混凝土输送管的支架；③混凝土振捣选用小直径振捣棒，本工程采用d=30振捣棒。浇筑宜沿着内模横轴或者纵轴方向进行，不宜将混凝土直接倾倒至内模上方造成内模荷载破坏。为保证现浇砼空心楼盖的质量，混凝土宜分二次为先后交替浇筑完成，先注入1/2厚混凝土后用振动棒直接振捣肋梁混凝土至底模，底层振捣密实后紧接着再注入所需的混凝土，同时振捣。混凝土浇筑不置施工缝。由于箱体底端的底板厚度相对较小，混凝土中粗骨粒的粒径不大于25mm，且混凝土塌落度不宜低于180mm；④宜在楼盖的一定面积范围内利用钢筋作板厚和内模标高控制标识，用水准仪随浇混凝土随检查无梁板底模标高及混凝土板上水平标高；⑤砼浇筑完成后，根据季节采取相应的养护措施正常养护，混凝土的强度达到设计强度后拆模。
　　四、质量保证措施
　　1）为保证箱体安装质量，箱体必须安装牢固，位置应符合设计要求。
　　2）每期箱体安装前，先做样板，检验合格后在大面积施工。安装箱体内模时必须轻拿轻放，在箱体内模安装过程中施工人员不得直接在箱体内模上面行走，施工过程中在箱体内模上面行走之前应当先做好马凳，马凳直接坐落底层模板之上，在马凳之上铺设木板，人员在木板上行走或者在小梁上直接铺设跳板。不得直接在箱体内模上面堆放重物和其它作业。吊运安装时必须使用专用吊蓝吊运，严禁用缆绳直接绑扎箱体内模进行吊运，箱体内模被吊到安装楼层后应及时排放，不宜再叠层堆放。
　　3）采用预制箱体，施工过程中要注意预制箱体不要损坏，箱体尺寸偏差满足下表：
　　五、总结
　　总之，在此次工程中，由于技术交底明确到位，重视施工过程质量控制，使得现浇空心楼板质量和进度都得到保证，积累了一定的施工经验，特别是在空心板的混凝土浇筑过程中，很容易出现箱体上浮、混凝土浇筑不密实等情况，只要采取有效的技术措施，就能保证工程质量，杜绝工程隐患，保证工程使用者的生命财产安全。
　　参考文献
　　[1]黄景信，郑��.现浇混凝土箱式空心楼板的施工方法[J].土木建筑学术文库（第14卷），2010（07）.
　　[2]高伟.现浇混凝土箱式空心楼板施工方法[J].中国新技术新产品，2011（07）.

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