CN102304928A - 用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板 - Google Patents

用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板 Download PDF

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本发明公开了一种用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板，其特征在于：大跨度、大荷载、窄板宽、低肋高的槽形叠合板，与上部叠合层一起构成这一功能构件。利用预应力板的弹塑性变形恢复力特性系数，提高构件在核爆冲击波短期效应作用下的抗力。从而大幅度节省材料，节省层高。槽形大荷载满足地下车库使用要求；大跨度节省车位；槽形窄板面，节省造价和层高；肋高适中，既能满足承载要求，又能满足肋上开通风道的要求，并不增加层高，并且槽形横向通风道易连接。使用在地下车库板顶上，能够加快工期，降低层高，降低造价，节省柱网，增加车位，提高地下车库的档次。

Description

用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板
技术领域
本发明属建筑材料领域，涉及一种钢筋混凝土叠合承载构件，特别是涉及一种用作6级防地下室顶板或上面有覆土，跑消防车的地下室板顶的大跨度大荷载预应力槽形叠合板。
背景技术
大跨度预应力混凝土槽形板是梁板结合的预制钢筋混凝土承载构件，由宽大的面板和两根窄而高的肋组成。其面板既是横向承重结构，又是纵向承重肋的受压区。所以大跨度预应力混凝土槽形板具有良好的结构力学性能，明确的传力层次，简洁的几何形状，是一种可制成大跨度、大荷载、大覆盖面积的并且比较经济的承载构件。
但是，目前在6级及以下人防地下室和车库建设中都是8米×8米左右柱网或8米×6米柱网，不仅造价高、施工周期长，而且，空间利用率极低，车位数量较小，又不美观。如果用普通槽型板、层高极高，增加开挖面积。
发明内容
本发明的目的在于针对目前6级及以下人防地下室、车库，提供一种用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板，从而简化建筑结构，节省工期、节省造价、节省土地，特别是节省开挖面积或节省车位，提高地下车库和6级及以下人防地下室的档次。并且去掉肋下4角的槽型板与L梁全部吻合，板与L梁主梁基本吻合，肋下缺口与L梁低梁全部吻合，使梁高增加，建筑物高为0，从而降低层高，节省造价。
本发明的技术方案如下：
本发明的用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板，包括槽形底板和叠合层二部分，跨度大、承载高、板宽小、低肋高，具体跨度在9米∽22米之间，肋高在0.8米∽1.5米之间，板宽0.9米∽1.5米之间，设计荷载Qd为：3∽9T/m2之间，所述槽形底板上部设有叠合层。
进一步，本发明的用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板，用预应力钢筋作槽形底板的主筋，利用预应力板的弹塑性变形恢复力特性系数，提高构件在核爆冲击波短期效应作用下的抗力。
再进一步，本发明的用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板，其两肋下部4角留有缺口。
本发明取得的有益效果是：(1)与现有技术相比，节省了10-20％的开挖面积；(2)降低了层高，节约了成本；(3)利于变形恢复特性的发挥。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2为去掉槽形板两肋下部4角后的结构示意图。
图中：1、肋，2、缺口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明为槽形，跨度为16.8米，板宽为1.2m，肋高为0.9m左右，承载为7T/m2，板面上有叠合痕或预留外露、钢筋。如图2所示，把有两个肋1的槽形板断放在L梁低梁上，缺口2与L梁低梁吻合，从而使L梁低梁部分所占建筑物的层高为0，在其上作现浇层，并灌板缝。如需作风机管道，则可在肋上如上所述位置上开孔洞，并两板间孔洞连接处围绕它灌缝，形成横向通风通道，把两肋密封形成纵向通风通道。
本发明的技术原理如下：
一：用低松弛预应力高强钢筋作槽形板主筋，利用预应力板的弹塑性变形恢复力特性系数，提高构件在核爆冲击波短期效应作用下的抗力，用普通网片、小肋、埋件钢筋和混凝土制作而成。
关于人防预应力混凝土板弹塑性变形恢复力特征系数的说明
(一)构件变形及其恢复的一般概念
1.任何材料构件当在约束条件下受力或作用后均发生变形。在弹性变形范围内，施加力或作用消除后制变形复还；在弹塑性阶段，施加力或作用消除后，其变形的恢复程度随材料结构的性质不同而不同。主要区别为举以下几例：
(1)低延性或脆性材料，在此阶段的前期就会断裂或失效，不仅变形难以恢复，而且永久失去承载力而破坏。这也是有关规范(如人口规范、抗震规范)禁用这类材料的主要原因。
(2)非预应力混凝土构件，由于构件中钢筋和混凝土的工作机理和设计原理，法定了这种构件处于弹塑性变后不具有变形恢复的性能。
(3)就预应力混凝土构件而言，其弹塑性变形恢复力持性也随材料构成不同相差较大：
①我国早期的预应力混凝土构件，因采用低强钢筋和混凝土材料，不仅限制了构件的跨度(如早期的预应力大型板跨度在6m左右，双T板在9m左右)的增大带来的变形(含抗裂度)控制难题，也有设计理念上的问题。
②我国近年来由于引进高强度低松弛预应力钢筋后开展的大跨度预应力试验和结论研究后，才赋予了这种构件不仅具有需要的跨度，而且也具有良好的变形性能。这是目前工程界比较一致赞用的高延性性能构件的新起点。提到延性这是工程界，尤指抗震概念设计的基本原则。它是结构或构件在力或力作用下以变形的方式吸收或释放能量的一种特性，而延性系数则是衡量其变形能力的标志之一。
(二)预应力双T板为高延性和变形恢复力特性的构件
1、根据我国的大量试验研究，这类构件的设计原则已先后纳入到我国的有关规范。如《混凝土结构设计规范》GBJ10-89、GB50010-2002及《预制混凝土构件质量检验评定标准》GBJ321-90、GB50204-2002，以及区域、地方标准和国家标准设计。
1.预应力混凝土双T板弹塑性变形恢复力系数的来源
(1)试验表明，在构件的高跨比大于15后，构件的破坏主要由规范规定的破坏标志1控制，即受抗区主筋处最大裂缝宽度大1.5mm或挠度大于跨长的1/50，而且多为后者。如GBJ321-90规定[Yu]为1.45，GB50204-2002调整为[Yu]为1.35。即构件变形抗变的承载能力至少达到标准值的1.45倍或1.35倍。试验同时发现，在出现上述规定破坏准则下卸载后，受损构件仍具有很好的恢复变形，包括裂缝闭合的性能，这说明了这种构件中的钢筋和混凝土具有非常好的整体工作性能，即不会出现预筋断裂、预筋锚固失效或破坏情况。而根据对建造构件的检验也完全证明了这个问题。在此仅以过去的几个构件检验结果描述如下，作为代表：
①DT30B-1双T板，C50、14∮J、15.24钢绞线，承载力检验荷载设计值为7.97KN/m2，最大加载值为12.12KN/m2，承载力检验系数高达1.52，抗裂度为1.2，最大加载(12.12KN/m2)时裂缝宽度为0.8mm，加载至12.12KN/m2持荷并未出现规范设定的承载能力极限状态的检验标志1，有关方协商后停止加载，即未按规范要求压致破坏。该构件试验和卸荷后的表现成为当时的一个热点。
②在完成了辽2006G403后进行了两个构件的检验DT15和DT24，其破坏表征均为GB50204规定的标志1，如DT24，承载力检验系数[Yu]≥1.35，裂缝宽度为0.9mm，小于1.5mm。另外对采用本技术的其它单位，如金潮公司双T板、大连构件公司双T板、徐州大翼构件公司板的检验结构均符合上述规定的检验标志。由于这种构件设计方法和质量控制的不断提高其质量水平比较稳定。
(2)预应力人防板完全可利用这种板的弹塑性变形恢复力特征系数，提高构件的抗力，也是本人防板在该设计领域的一个突破或进步。
人防构件在核爆冲击波作用下的几秒或数十秒期间短暂范围，既有压波又有吸波，而这种构件的变形能力要比在非核爆即静力加载下的变形能力(变形、吸收能量)和变形恢复性能要好得多。其在静力试验出现的破坏标征为“长期效应”为更不利，而在核爆作用下加速短期效应，它是和材料的强度提高相适应的。因而是有利的和安全可靠的。这是这种构件的基本发明理念。
(3)在本人防板设计构造方面加强了构件的抗震能力和二项叠层的抗震构造要求，以确保构建的整体性，既满足防水又满足构件的延性发挥。
(4)本构件荷载较大和在核爆作用下具有良好的变形能力，构件设计应采用较低的控制应力(6K＝0.5fptk).这更有利于结构在核爆作用下变形恢复特性的发挥。
二：以本具体实施方式为例加以说明：叠合板跨度16.8米，板宽1.2米，肋高0.9米，用预应力钢绞线作主筋，用普通网片、小肋、埋件钢筋和混凝土制作而成，承载力设计和在为7T/m2，用常规方法作柱网梁和柱可以是6×16.8m，进一步，用作大跨度地下车库板顶的大跨度大荷载预应力槽形叠合板如：16.8米肋高、0.9m板宽、1.2m叠合设计荷载Qd为7T/m2左右的槽形板，在柱网6米×16.8米左右梁柱网内放置在L梁上，L梁主梁可与槽形板顶基本齐平。
进一步，在板上作现浇层0.12～0.17米，并灌缝，进一步防水，上加覆土即可。
进一步，如果需要在板肋内置风机管道，则可在板肋上开洞，洞4面密封两面洞口作风机通道口。如开：1米×0.4米两个，让开上面翼板受压区300左右，让开下部预应力钢筋区2m以上200mm，余0.4m左右。
进一步，两板之间风机管道口之间槽形板间围绕连接处四周灌缝形成横向通风通道，把两肋密封形成纵向通风通道，而纵向通风通道之间在可在主梁上开洞加固通过。
这样就实现了用作6级及以下人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽形叠合板在地下车库和6级及以下人防地下室的应用如：(1)16.8米的跨度解决了2排车位1排走廊问题，比用现浇多10％～20％的车位或节省10％～20％的开挖面积；(2)L梁解决了一部分层高降低问题，叠合板解决了整体性问题，形成了装配整体式既满足了构件的延性发挥又解决了钢性防水问题，荷载在7T/m2左右，解决了上部的1.5～1.8米的覆土上再走消防车或防核爆问题，槽形比双T形降低了层高，虽然减少了板宽1.2m比2.4m的1倍的有效面积，但整体上减低了造价80元/m2左右，风机通道口仍为1.2m没有减小，又形成了槽形，有利于肋上横向通风口的连接，层高从双T板1.2米高减到0.9m，又留有足够的肋高开洞。如果按正常的静力加载的情况，0.9米肋高，和相同的钢筋混凝土是不足的，但用于人防地下室完全可以利用这种板的弹塑性变形恢复力特征系数，提高构件的抗力，从而大大节省肋高、板高、混凝土和钢筋而实现。本构件荷载较大和在核爆作用下具有良好的变形能力，构件设计应采用较低的控制应力(6K＝0.5fptk).这更有利于结构在核爆作用下变形恢复特性的发挥。

Claims (3)

1.一种用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板，包括槽形底板和叠合层二部分，其特征在于：跨度大、承载高、板宽小、低肋高，具体跨度在9米∽22米之间，肋高在0.8米∽1.5米之间，板宽0.9米∽1.5米之间，设计荷载Qd为：3∽9T/m2之间，所述槽形底板上部设有叠合层。
2.根据权利要求1所述的用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板，其特征在于：用预应力钢筋作槽形底板的主筋，利用预应力板的弹塑性变形恢复力特性系数，提高构件在核爆冲击波短期效应作用下的抗力。
3.根据权利要求1所述的用作6级人防地下室顶板的大跨度大荷载预应力槽型叠合板，其特征在于：其两肋下部4角留有缺口。
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