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文檔簡介

UDC

重慶市地方標準

P

DB****J1.1-2020

備案號Jxx-2020

預應力混凝土空心板

應用技術標準

Technicalstandardforprecastprestressedconcretehollow-coreslab

(征求意見稿)

2020-x-x發布2020-x-x實施

重慶市中科大業建筑科技有限公司發布

前言

根據重慶市城鄉建設委員會《關于下達2018年度重慶市工程建

設標準制訂修訂項目計劃(第二批)的通知》,重慶大學、重慶市中

科大業建筑科技有限公司會同中國建筑材料科學研究總院有限公司、

重慶市涪陵區大業建材有限公司、重慶市神龍建設工程有限公司等單

位,開展了廣泛的調查,并進行了系統的試驗研究,認真總結實踐經

驗,參考有關國家和其它省市地方標準,經過反復討論、修改,并在

充分征求意見的基礎上,制訂本標準。

本標準的主要技術內容包括:1.總則;2.術語和符號;3.基本規

定;4.材料;5.構件與連接設計;6.標志、運輸與存放;7.安裝與連接;

8.質量檢驗和驗收;9.安全管理;10.環境保護。

本標準由重慶市城鄉建設委員會負責管理,重慶中科大業建筑科

技有限公司負責技術內容的解釋。

1總則

1.0.1為規范預應力混凝土空心板的設計、生產、施工及驗收,貫徹

執行國家的技術經濟政策,做到安全、適用、經濟、耐久、確保質量,

制定本標準。

條文說明:

本條規定是制定本標準的基本方針和原則。

1.0.2本標準適用于環境類別為一類、二a類,且抗震設防烈度小于

或等于8度地區的一般工業與民用建筑樓板的設計、生產、施工及驗

收。當遇有板底表面溫度大于100℃或有生產熱源且表面溫度經常大

于60℃或板承受振動荷載情況之一時,應按國家現行有關標準進行

專門設計。

條文說明:

參考《SP預應力空心板》(05SG408),《大跨度預應力空心板》(13G440),

《建筑抗震設計規范》GB50011-2010(2016年版)第6.1.7條。

本條規定了本標準的適用范圍。《建筑抗震設計規范》GB50011-2010(2016

年版)并沒有限制裝配式樓蓋在9度區的使用,只要采取措施保證樓蓋整體性及

其與其他構件的可靠連接即可。《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ1-2014因涉

及結構抗側力體系采用裝配式構件,規定抗震設防烈度不超過8度。

1.0.3預應力混凝土空心板的設計、生產、施工及驗收除應符合本標

準外,尚應符合國家現行有關標準的規定。

條文說明:

本標準主要針對采用預應力混凝土空心板的設計、生產、施工和驗收編制

而成,本標準未規定的部分應符合其他相關現行國家標準或行業標準。

2術語和符號

2.1術語

2.1.1預應力混凝土空心板precasthollowcoreslab

板跨度方向設有貫穿空心孔并采用預應力筋對板體施加預加壓

力的板。除特殊說明外,本標準中提到的預應力混凝土空心板包含加

疊合層和不加疊合層兩種。

2.1.2預應力混凝土空心疊合板toppedprecasthollowcoreslab

在預應力混凝土空心板上設有疊合層,增強樓板整體性的板。

2.1.3預應力混凝土空心底板untoppedprecasthollowcoreslab

特指預應力混凝土空心疊合板的預制部分。

2.1.4疊合層cast-in-situconcretetopping

在預應力混凝土空心底板上部配筋并澆筑混凝土的樓板現澆層。

2.1.5干硬性混凝土stiffconcrete

拌合物坍落度小于10mm且須用維勃時間(s)表示其稠度的混凝

土。

條文說明:

本標準僅給出了專有的術語,其他術語與現行國家標準《工程結構設計基

本術語和通用符號》GBJ132、《建筑結構設計術語和符號標準》GB/T50083等

標準規范相同。

2.2符號

2.2.1材料性能

f

ptk——預應力筋極限強度標準值;

f

pyk——預應力螺紋鋼筋屈服強度標準值;

f'f'——與相應階段對應齡期的混凝土立方體抗壓強度f'相

tk、ckcu

應的混凝土軸心抗拉強度標準值、軸心抗壓強度標

準值。

fc——混凝土軸心抗壓強度設計值;

ft——混凝土軸心抗拉強度設計值;

fpy——縱向預應力筋抗拉強度設計值;

'

fpy——縱向預應力筋抗壓強度設計值;

ftk——預應力混凝土空心板(當有疊合層時,為預應力混凝土

空心底板)混凝土軸心抗拉強度標準值;

fy——縱向普通鋼筋抗拉強度設計值;

'

fy——縱向普通鋼筋抗壓強度設計值;

2.2.2作用和作用效應

——張拉控制應力;

con

M——彎矩設計值;

Mk——疊合樓板按荷載標準組合計算的彎矩值;

Mq——疊合樓板按荷載準永久組合計算的彎矩值;

M1G——預應力混凝土空心底板自重和疊合層自重在計算截面產

生的彎矩設計值;

M2G——第二階段裝修面層、吊頂等自重在計算截面產生的彎矩

設計值;

M1Q——第一階段施工可變荷載在計算截面產生的彎矩設計值;

M2Q——第二階段可變荷載在計算截面產生的彎矩設計值,取本

階段施工可變荷載和使用階段可變荷載在計算截面產生

的彎矩設計值中的較大值。

M1k——第一階段荷載標準組合下在計算截面產生的彎矩值;

M1Gk——預應力混凝土空心底板自重標準值和疊合層自重標準

值在計算截面產生的彎矩值;

M1Qk——第一階段施工可變荷載標準值在計算截面產生的彎矩

值;

M2k——第二階段荷載標準組合下在計算截面產生的彎矩值;

M2Gk——第二階段裝修面層、吊頂等自重標準值在計算截面產生

的彎矩值;

M2Qk——第二階段可變荷載標準值在計算截面產生的彎矩值,取

本階段施工可變荷載標準值和使用階段可變荷載標準

值在計算截面產生的彎矩值中的較大值;

制作、堆放、吊裝等階段相應的荷載標準組合下產

ct、cc——

生在構件計算截面受拉區、受壓區邊緣的混凝土法

向拉應力、壓應力;

疊合層澆筑階段相應的荷載標準組合下產生在構

ck1、ck2——

件計算截面下邊緣和上邊緣混凝土的法向應力;

——疊合層澆筑階段扣除相應預應力損失后在構件計

pc1、pc2

算截面下邊緣和上邊緣混凝土的法向預應力;

ck——使用階段按荷載標準組合計算控制截面抗裂驗算邊緣的

混凝土法向應力;

pc——扣除全部預應力損失后在控制截面抗裂驗算邊緣混凝土

法向預壓應力;

'

p0——受壓區縱向預應力筋合力點處混凝土法向應力等于零時

的預應力筋應力;

2.2.3幾何參數

l0—板的計算跨度;

W0——疊合樓板計算截面下邊緣的換算截面彈性抵抗矩。

W01——預應力混凝土空心底板換算截面下邊緣的彈性抵抗矩;

W02——預應力混凝土空心底板換算截面上邊緣的彈性抵抗矩。

bf——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空心

底板)等效截面上翼緣寬度;

b1——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空心

底板)等效截面下翼緣寬度;

bw——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空

心底板)等效截面腹板寬度;

b——預制層與疊合層接觸面寬度;

ap——受拉區縱向預應力筋至受拉邊緣的距離;

'

ap——受壓區縱向預應力筋至受壓邊緣的距離;

as——受拉區縱向普通鋼筋至受拉邊緣的距離;

'

as——受壓區縱向普通鋼筋至受壓邊緣的距離;

h10——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空

心底板)截面有效高度;

h1——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空心

底板)截面高度;

hf——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空心

底板)等效截面上翼緣高度;

h0——疊合板截面有效高度;

h——疊合板截面高度;

b——相對界限受壓區高度;

Ap——受拉區縱向預應力筋的截面面積;

A'

p——受壓區縱向預應力筋的截面面積;

A

s——受拉區縱向普通鋼筋的截面面積;

A'

s——受壓區縱向普通鋼筋的截面面積;

Bs1——預應力混凝土空心底板的短期剛度;

Bs2——疊合樓板第二階段的短期剛度;

Ec1——預應力混凝土空心底板的混凝土彈性模量;

I0——疊合構件換算截面的慣性矩;

2.2.4計算系數及其他

1——系數,按《混凝土結構設計規范》GB50010規定采用;

θ——考慮荷載長期作用對撓度增大的影響系數;

q——第二階段可變荷載的準永久值系數;

m——空心板受彎承載力折減系數;

v——空心板受剪承載力折減系數。

條文說明:

本標準僅列出了常用的符號,對一些不常用的符號在條文相應處已有說明。

3基本規定

3.1.1預應力混凝土空心板適用于裝配式結構或現澆結構。

條文說明:

本條規定是制定本標準的基本方針和原則。

3.1.2預應力混凝土空心板可與現澆混凝土構件、預制混凝土構件或

鋼構件連接。

3.1.3采用預應力混凝土空心板的結構宜現澆疊合層,不加疊合層的

結構應有可靠措施和明確依據。

3.1.4預應力混凝土空心板應采用系統集成的方法統籌設計、生產運

輸、施工安裝,實現全過程的協同。

條文說明:

預應力混凝土空心板在設計時應按照現有工廠的生產模數進行預排布,并

綜合各專業意見明確板片尺寸大小、開洞尺寸及位置等信息,減少現場施工作業

難度。

3.1.5預應力混凝土空心板應進行模塊化設計、工業化生產、機械化

施工、標準化驗收。

條文說明:

本條闡述了裝配式建筑建設的基本原則,強調了模塊化設計、工業化生產、

現代化施工、標準化驗收,以突出裝配式建筑建設高效、環保的特點,實現可持

續發展。

4材料

4.1混凝土

4.1.1預應力混凝土空心板所采用混凝土的各項性能、計算指標及有

關結構混凝土耐久性能的要求,應符合現行國家標準《混凝土結構設

計規范》GB50010和《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204

的規定。

4.1.2預應力混凝土空心板宜采用擠壓干硬性混凝土,也可采用現澆

混凝土;強度等級不應低于C40;疊合層采用現澆混凝土,強度等級

不應低于C30。對需滿足綠色建筑需求的預應力混凝土帶肋底板疊合

板,所用混凝土尚應滿足高性能要求。

條文說明:

參考《SP預應力空心板》(05SG408),《大跨度預應力空心板》(13G440),

同時根據現有成功經驗對相關條文進行改進。

預應力混凝土空心板采用擠壓干硬性混凝土,可以大大提高生產效率。只

要混凝土各項性能指標滿足設計要求,即可采用。

由于預應力混凝土空心板的縱向受力鋼筋強度很高,故要求預應力混凝土

空心板的混凝土強度等級亦應相應的提高,這樣才能達到更經濟的目的。所以,

規定預應力混凝土空心板的混凝土強度等級不應低于C40;因疊合層中平均壓應

力一般不高,并參考國內的應用經驗,故將其混凝土強度等級規定為不應低于

C30。

4.1.3板間鍵槽灌縫材料應采用具備良好和易性且強度不小于

20N/mm2的水泥砂漿灌實。

條文說明:

預應力混凝土空心板即使加疊合層,其疊合層厚度相較于預制部分還是很

小,不能保證板與板之間協同受力。預應力混凝土空心板板片之間協同受力的關

鍵在于板側鍵槽。本標準建議采用美國預制預應力混凝土協會

(Precast/PrestressedConcreteInstitute,以下簡稱PCI)推薦使用的鎖嵌式鍵槽,

此種鍵槽傳力機制明確,且有試驗數據支撐和成功應用經驗。

采用細石混凝土灌縫是國內做法,實際對預應力混凝土空心板受力并沒有

明顯好處,反而會增加灌縫難度、影響灌縫質量且增加成本。PCI建議采用典型

的1:3水泥砂漿,一般不加添加劑,加水量根據和易性要求確定。PCI工程應用

經驗是一定要保證灌縫砂漿的和易性,方便工人在現場以最快的速度將板縫灌

實。

砂漿收縮引起的裂縫不影響鍵槽豎向傳力,且美國人對于這種細小的非受

力裂縫接受程度高,因此,當僅考慮鍵槽豎向傳力時,一般均不作處理,這樣可

以節約成本。鑒于國內用戶對建筑裂縫比較敏感,建議國內項目應用時,在有必

要的情況下,可以適當加入膨脹劑等添加劑改善拼縫性能。

4.1.4混凝土原材料應符合下列規定:

1水泥應符合現行國家標準《通用硅酸鹽水泥》GB175的規定。

2砂應符合現行國家標準《建設用砂》GB/T14684的規定。

3卵石和碎石應符合現行國家標準《建設用卵石、碎石》GB/T

14685的規定。

4其他骨料應符合相關標準的規定。

5水應符合國家現行行業標準《混凝土用水標準》JGJ63的規定。

6外加劑應符合現行國家標準《混凝土外加劑》GB8076的規定,

使用應符合現行國家標準《混凝土外加劑應用技術規范》GB50119

的規定。

7摻合料應符合相關標準的規定。

4.1.5混凝土配合比應符合國家現行行業標準《普通混凝土配合比設

計規程》JGJ55的規定。

4.1.6預制構件的混凝土強度應符合現行國家標準《混凝土強度檢驗

評定標準》GB/T50107的規定。

4.1.7混凝土強度符合設計要求和本標準規定時,方可進行脫模、吊

裝和運輸。

4.2鋼筋

4.2.1預應力鋼筋采用低松弛的消除應力螺旋肋鋼絲或鋼絞線。

條文說明:

根據板跨、荷載大小、預應力混凝土空心板板厚以及預應力傳遞長度等因

素綜合考慮采用何種預應力鋼筋。預應力筋布置在混凝土肋范圍內。采用低松弛

預應力鋼筋可以減小預應力損失。

4.2.2普通鋼筋和預應力鋼筋的各項計算指標及性能應符合現行國家

標準《混凝土結構設計規范》GB50010的規定。

4.2.3當預制構件中采用鋼筋焊接網片配筋時,尚應符合現行行業標

準《鋼筋焊接網混凝土結構技術規程》JGJ114及《冷拔低碳鋼絲應

用技術規程》JGJ19的規定。預應力混凝土用鋼絲應符合《預應力混

凝土用鋼絲》GB/T5223的規定,預應力混凝土用鋼絞線應符合《預

應力混凝土用鋼絞線》GB/T5224的規定。

4.2.4預制構件吊環應采用熱軋鋼筋或圓鋼制作,嚴禁使用冷加工鋼

筋。

條文說明:

《裝配式混凝土結構技術規程》JGJ1-2014第4.1.5條規定,預制構件的吊

環應采用未經冷加工的HPB300級鋼筋制作。《混凝土結構設計規范》

GB50010-2010(2015年版)第9.7.6條規定,吊環應采用HPB300鋼筋或Q235B圓

鋼。

4.2.5預制構件吊裝用內埋式螺母或內埋式吊桿及配套的吊具,應根

據相應的產品標準和應用技術規定選用。

5構件與連接設計

5.1一般規定

5.1.1預應力混凝土空心板應按短暫設計狀況、持久設計狀況進行設

計。

5.1.2在短暫設計狀況、持久設計狀況下的預應力混凝土空心板應按

承載力極限狀態進行計算,并應對正常使用極限狀態進行驗算。

條文說明:

參考《SP預應力空心板》(05SG408),《大跨度預應力空心板》(13G440)及

《廣東省建筑結構荷載規范》DBJ15-101-2014第3.2.5條。

《建筑結構可靠度設計統一標準》GB50068-2018規定,持久狀況指在結構

使用過程中一定出現,其持續期很長的狀況;持續期一般與設計使用年限為同一

數量級。短暫狀況指在結構施工和使用過程中出現概率較大,而與設計使用年限

相比,持續期很短的狀況,如施工和維修等。持久狀況和短暫狀況均應進行承載

能力極限狀態設計。對持久狀況尚應進行正常使用極限狀態設計,對短暫狀況,

可根據需要進行正常使用極限狀態設計。

本標準要求短暫設計狀況、持久設計狀況下,對預應力混凝土空心板應按承

載力極限狀態進行計算,并應對正常使用極限狀態進行驗算。本標準對預應力混

凝土空心板在生產、施工階段均按一般要求不出現裂縫進行設計(見5.1.11條),

'

且受壓區混凝土受壓應力cc≤0.8fck(見5.3.1條),此種情況下,預應力混凝土

空心板在生產施工階段的承載力是得到保證的。因此,建議在對施工階段預應力

混凝土空心板進行承載力極限狀態驗算時,施工可變荷載分項系數可參考《廣東

省建筑結構荷載規范》DBJ15-101-2014第3.2.5條取1.0。

5.1.3預應力混凝土空心板的正截面受彎承載力設計值應符合下列要

求:

M≥M(5.1.3-1)

ucr

式中Mu——預應力混凝土空心板的正截面受彎承載力設計值;

Mcr——預應力混凝土空心板的正截面開裂彎矩值;

條文說明:

本條規定了預應力混凝土構件的彎矩設計值不小于開裂彎矩,其目的是控制

受拉鋼筋總配筋量不能過少,使構件具有應有的延性,以防止預應力受彎構件開

裂后的突然脆斷。

5.1.4預應力混凝土空心板應采用荷載標準組合進行正常使用極限狀

態下的驗算。

5.1.5預應力混凝土空心板應按單向板進行設計;采用干硬性混凝土

的單塊預應力混凝土空心板生產寬度宜為1200mm;長度根據工程需

要確定。

條文說明:

預應力混凝土空心板不加疊合層時,板縫不傳遞彎矩(實際傳遞了部分彎矩,

詳見第5.2.5條文說明),但傳遞非均布豎向荷載,按單向板設計。預應力空心

板加疊合層時,由于疊合層厚度占整個板厚比例很小,垂直于預應力混凝土空心

板板跨方向傳遞彎矩很小可以忽略,因此也按單向板設計。

實際工程中,當在支座負彎矩區設置誘導縫(縫深不大于疊合層厚度的四分

之一及負筋保護層厚度)時,帶疊合層的預應力混凝土空心板按簡支計算;當在

支座負彎矩區不設置誘導縫時,為防止開裂,預應力混凝土空心板跨中正彎矩配

筋按簡支板計算,支座負彎矩配筋按連續板復核。

5.1.6預應力混凝土空心板軸線跨度L與板的截面高度h的比值宜符

合下列規定:

屋面板:L/h≤50;

樓板:L/h≤40。

條文說明:

為保證樓板具有合適的強度和剛度,規定預應力混凝土空心板的合理跨高

比。此規定數值參考PCI經驗。此限值并非絕對,設計人員可根據實際情況做出

適當調整。

5.1.7預應力混凝土空心板的安全等級和設計使用年限應與整體結構

保持一致。

條文說明:

本條對預應力混凝土空心板的安全等級和設計使用年限進行了規定。

5.1.8應采用先張工藝對預應力混凝土空心板施加預應力。

條文說明:

采用先張預應力,使混凝土產生預壓應力,保證在生產施工過程中,預應力

混凝土空心板不開裂,質量可控、施工簡單、便于長線臺工廠化生產,提高生產

效率。

5.1.9預應力筋的張拉控制應力應符合con0.75fptk,且不應小于0.4

fptk;當要求部分抵消由于應力松弛、摩擦、鋼筋分批張拉以及預應

力筋與張拉臺座之間的溫差等因素產生的預應力損失時,上述張拉控

制應力限值可相應提高0.05fptk。

條文說明:

參考《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015版)第10.1.3條。

《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015版)第10.1.3條對預應力筋的

張拉控制應力進行了規定。

5.1.10預應力筋公稱直徑不應小于5mm,不宜大于15.2mm。在預應

力混凝土空心板疊合層中配置的各類構造鋼筋,可根據實際情況確

定,但其直徑不應小于4mm。

條文說明:

從結構與構件的長期耐久性考慮,受力鋼筋不建議采用過小的直徑;從防止

混凝土劈裂以及減小預制底板厚度考慮,受力鋼筋直徑不宜過大。

5.1.11施加預應力時,預應力混凝土空心板混凝土強度不應低于設計

值的75%。

條文說明:

《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015版)第10.1.4條對施加預應力

時,所需的混凝土強度進行了規定。

5.1.12先張法預應力筋之間的凈間距不宜小于其公稱直徑的2.5倍和

混凝土粗骨料最大粒徑的1.25倍,且應符合下列規定:

預應力鋼絲,不應小于15mm;三股鋼絞線,不應小于20mm;

七股鋼絞線,不應小于25mm。當混凝土振搗密實性具有可靠保證時,

凈間距可放寬為最大粗骨料粒徑的1.0倍。

條文說明:

根據先張法預應力筋的錨固及預應力傳遞性能,提出了配筋凈間距的要求,

其數值是根據試驗研究及工程經驗確定的。根據多年來的工程經驗,為確保預制

構件的耐久性,適當增加了預應力筋凈間距的限值。

5.1.13預應力混凝土空心板的設計應滿足下列三個階段的不同要求:

1制作階段:預應力混凝土空心板在放張、堆放、吊裝及運輸階

段,板底一般要求不出現裂縫。

2施工階段:應對預應力混凝土空心板的承載力、裂縫控制分別

進行驗算;板底一般要求不出現裂縫。

3使用階段:應對預應力混凝土空心板的承載力、撓度及裂縫控

制分別進行驗算。

如按簡支板設計,板底一般要求不出現裂縫;

如按連續板設計,處于正彎矩區的板底一般要求不出現裂縫,處

于負彎矩區的板頂裂縫寬度:一類環境下不應大于0.30mm,二a類環

境下不應大于0.20mm;

板片按荷載標準組合考慮長期作用影響計算的最大撓度不應超

過表5.1.14-1規定的限值。

表5.1.14-1預應力混凝土空心板撓度限值

構件類型撓度限值

當l0<7m時l0/200

當7m≤l0≤9m時l0/250

當l0>9m時l0/300

條文說明:

參考《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015版)第3.4.3條。

制作階段和施工階段,預應力混凝土空心板一般要求板底不出現裂縫,此

階段如果出現裂縫,降低建筑品質,影響用戶體驗。使用階段,如按單向板設計,

為充分發揮預應力優勢,提高建筑品質,一般要求預應力混凝土空心板板底不出

現裂縫;如按連續板設計(一般設有疊合層),為充分發揮預應力優勢,提高建

筑品質,一般要求處于正彎矩區的預應力混凝土空心疊合板板底不出現裂縫;處

于負彎矩區的預應力混凝土空心疊合板板頂為普通鋼筋混凝土,對于控制裂縫的

要求同普通鋼筋混凝土結構。

在工程運用中,建議合理控制預應力混凝土空心板反拱值。反拱值越大,

施工過程中板片間的變形差越難控制,施工難度越大,因此,在保證承載力及使

用要求的前提下,盡量減小預應力混凝土空心板制作完成后的反拱值。

5.1.14不加疊合層的預應力混凝土空心板,施工階段一般不加支撐

(支座附近除外);加疊合層的預應力混凝土空心板應根據施工階段

支撐設置情況進行驗算:

1施工階段不加支撐(支座附近除外)的預應力混凝土空心疊合

板,應對預應力混凝土空心底板及澆筑疊合層混凝土后的空心疊合板

按二階段受力分別進行計算。預應力混凝土空心底板可按一般受彎構

件考慮,空心疊合板應考慮二次疊合的影響,此時,應按本標準第

5.2節的規定進行荷載與內力分析;其承載力、撓度及裂縫控制應按

本標準第5.3節和第5.4節的規定驗算。

2施工階段設有可靠支撐(支座附近除外)的預應力混凝土空心

疊合板,可按整體受彎構件考慮,其承載力、撓度及裂縫控制計算或

驗算應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010有關整體

受彎構件的規定。

條文說明:

參考《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015版)附錄H。

根據施工和受力特點的不同可分為在施工階段加設可靠支撐的預應力混凝

土空心疊合板(一階段受力疊合樓板)和在施工階段不加設支撐的預應力混凝土

空心疊合板(二階段受力疊合樓板)兩類。當施工階段預制底板兩端支座為現澆結

構或為預制構件但留給預制底板搭接的混凝土保護層厚度很小,為了保證施工階

段的安全,宜在靠近支座處設置可靠支撐,僅有此類支撐時應按二階段受力進行

計算。

5.2荷載與內力分析

5.2.1施工階段不加支撐(支座附近除外)的預應力混凝土空心疊合板,

內力應按下列兩個階段分別計算:

1第一階段:后澆的疊合層混凝土未達到強度設計值之前的階

段。荷載由預應力混凝土空心底板承擔,預應力混凝土空心底板按簡

支構件計算;荷載包括預應力混凝土空心底板自重、疊合層自重以及

施工階段的可變荷載。

2第二階段:疊合層混凝土達到設計規定的強度值之后的階段。

疊合構件按整體結構計算;荷載考慮下列兩種情況并取較大值:

(1)施工階段:考慮預應力混凝土空心底板自重、疊合層自重、

裝修面層、吊頂等自重以及施工階段可變荷載;

(2)使用階段:考慮預應力混凝土空心底板自重、疊合層自重、

裝修面層、吊頂等自重以及使用階段可變荷載。

條文說明:

參考《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015版)附錄H。

本條給出“二階段受力疊合受彎構件”在疊合層混凝土達到設計強度前的第

一階段和達到設計強度后的第二階段所應考慮的荷載。在第二階段,因為當疊合

層混凝土達到設計強度后仍可能存在施工可變荷載,且其產生的荷載效應可能超

過使用階段可變荷載產生的荷載效應,故應按這兩種荷載效應中的較大值進行設

計。

5.2.2預應力混凝土空心底板在翻轉、運輸、吊運、安裝等短暫設計

狀況下的施工驗算,應將預應力混凝土空心底板自重標準值乘以動力

系數后作為等效靜力荷載標準值。預應力混凝土空心底板運輸、吊運

時,動力系數宜取1.5;構件翻轉及安裝過程中就位、臨時固定時,

動力系數可取1.2。

條文說明:

條文規定與現行國家標準《混凝土結構工程施工規范》GB50666相同。本

標準采用先張法施加預應力,且在底模上涂脫模劑,預應力混凝土空心底板受到

預應力產生反拱變形,與底模自動脫離,因此可以忽略脫模力。

5.2.3進行后澆疊合層混凝土施工階段驗算時,施工可變荷載取值

1.5kN/m2,并根據現場實際施工情況復核。施工中應防止構件遭受沖

擊作用。

5.2.4施工階段不加支撐(支座附近除外)的預應力混凝土空心底板和

空心疊合板的正截面受彎承載力應按第5.3節和第5.4節進行計算,

其中彎矩設計值應按下列規定取用:

預應力混凝土空心底板

正彎矩區段

M11G1QMM(5.2.4-1)

預應力混凝土空心疊合板

正彎矩區段

MMMM1G2G2Q(5.2.4-2)

負彎矩區段

MMM

2G2Q(5.2.4-3)

式中M1G——預應力混凝土空心底板自重和疊合層自重在計算截面

產生的彎矩設計值;

M2G——第二階段裝修面層、吊頂等自重在計算截面產生的彎矩

設計值;

M1Q——第一階段施工可變荷載在計算截面產生的彎矩設計值;

M2Q——第二階段可變荷載在計算截面產生的彎矩設計值,取本

階段施工可變荷載和使用階段可變荷載在計算截面產

生的彎矩設計值中的較大值。

條文說明:

本條參考《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)附錄H。

無支撐(支座附近除外)疊合構件的受力特點在于:①第一階段后澆疊合層

混凝土尚未硬化,預制構件、疊合層自重以及第一階段施工活荷載均由預制構件

承擔,此時支座處于鉸接狀態,支座無負彎矩;②第二階段后澆疊合層混凝土

達到設計規定的強度值后,預制構件自重、疊合層自重、裝修面層、吊頂等自重

以及使用階段的可變荷載由疊合構件共同承擔。當考慮疊合層約束作用,按連續

板設計時,裝修面層、吊頂等自重以及使用階段的可變荷載在支座處產生負彎矩;

當不考慮疊合層約束作用時,按簡支板設計。

5.2.5當樓面為非均布荷載作用時,應符合下列要求:

1應考慮由非均布荷載引起的板底橫向拉應力,防止預應力混凝

土空心板產生劈裂破壞。必要時,亦要考慮沖切破壞的可能。

2非均布荷載可以考慮由一定區域內(如圖5.2.5所示,有效板

寬b范圍內)預應力混凝土空心板共同承擔。

采用本條方法進行設計時,有以下幾點限制:

(1)樓板寬度應大于其跨度。當樓板寬度小于其跨度時,其有

效板寬也將變窄。

(2)板的跨厚比特別大時(>50),在中部的有效板寬應減小

10%~20%。

(a)有效板寬無重疊

(b)有效板寬有重疊

圖5.2.5非均布荷載作用下有效板寬范圍

注:圖中尺寸單位mm。

l—預應力混凝土空心板計算跨度;a—集中荷載橫向間距

條文說明:

參考PCI相關文獻及《SP預應力空心板技術手冊》

圖1在非均布荷載下預應力混凝土空心板間剪力傳遞

1一般空心板設計中沒考慮沿嵌鎖式水泥砂漿灌縫傳遞的兩組力。第一組是

由于板兩側邊受的不同大小的剪力所產生的扭矩,如圖1所示,板縫離外力越遠,

板縫中傳遞的剪力越小,這種由于大小不同的剪力產生的扭矩,將會在空心板中

產生附加剪應力。

第二組未加考慮的力是在樓板體系中產生雙向板作用的趨勢,也就是說空心

板在板縫剪力的作用下,產生了橫向彎矩,其結果是在板面產生橫向壓力而在板

底產生橫向拉應力。由于空心板的板底沒有配置橫向鋼筋,這種橫向拉應力必須

由混凝土單獨承受。因此,這種引起空心板產生橫向彎曲的集中荷載,必須限制

在可能引起板劈裂的范圍以內。

當預應力混凝土空心板按照美國SPANCRETE(簡稱SP)公司的方式進行生

產施工時,其集中荷載限值如表1和表2所示,此集中荷載限值考慮了板縱向劈

裂和沖切破壞的情況。

(1)不加疊合層的SP板上作用一個或兩個集中荷載時,每個集中荷載的

最大限值

表1每個集中荷載的最大限值

板厚(不含疊合層)100mm150mm200mm250mm300mm380mm

一個集中荷載15.0kN33.0kN44.4kN59.4kN73.9kN95.9kN

兩個集中荷載間距≥

10.1kN22.0kN29.9kN39.6kN49.7kN64.2kN

0.5L

兩個集中荷載間距

7.5kN16.3kN22.0kN29.5kN37.0kN48.0kN

<300mm

注:1表中限值為設計值;

2表中的兩個集中荷載,是指作用在沿板跨方向同一直線上的兩個荷載。因此,每

個集中荷載的最大限值,有所降低;

3當兩個集中荷載的間距在300mm和0.5L之間時,仍可按上表用插入法求其允許值;

4集中荷載下應設置支承墊板,支承墊板的尺寸應不小于100mm×100mm。

(2)加疊合層的SP板(可稱為SPD板)上作用一個或兩個集中荷載時,

每個集中荷載的最大限值

表2每個集中荷載的最大限值

板厚(不含疊合層)100mm150mm200mm250mm300mm380mm

一個集中荷載26.0kN45.3kN55.9kN70.0kN84.5kN106.1kN

兩個集中荷載間距≥

17.6kN29.9kN37.4kN46.6kN56.8kN70.9kN

0.5L

兩個集中荷載間距

13.2kN22.4kN27.7kN34.8kN42.3kN52.8kN

<300mm

注:1表中限值為設計值;

2表中的兩個集中荷載,是指作用在沿板跨方向同一直線上的兩個荷載。因此,每

個集中荷載的最大限值,有所降低;

3當兩個集中荷載的間距在300mm和0.5L之間時,仍可按上表用插入法求其允許值;

4集中荷載下應設置支承墊板,支承墊板的尺寸應不小于100mm×100mm;

5以上限值是在疊合面層混凝土強度(圓柱體)為4000psi(28MPa),E=3000ksi,

厚度為2"(51mm)的條件下得到的。

應當指出,以上集中荷載限值是根據美國SP公司一定條件下做的大量足尺

樓板體系試驗得出的簡化結論。

5.2.6預應力混凝土空心板開洞較小時,可按以下幾種常見情況考慮

開洞對受力的影響:

1情況一:洞邊距板端支座不小于3/8l

進行樓板受彎計算時,洞寬范圍內荷載由洞兩邊各0.25l范圍內

的空心板共同承受,均布荷載下有效板寬范圍如圖5.2.6-1(a)所示,

非均布荷載下有效板寬范圍如圖5.2.6-1(b)所示;

進行樓板受剪計算時,均布荷載下剪力可不作特殊考慮,非均布

荷載下剪力應按本標準第5.2.5條考慮。

2情況二:洞邊距板端支座小于3/8l

將與板跨方向平行的洞邊所在直線當作樓板側邊支座,洞寬范圍

內荷載以線荷載作用到板側邊,受彎受剪計算時有效板寬范圍如圖

5.2.6-2所示。

3情況三:洞邊在板端支座處

當洞沿板跨方向尺寸小于1/8l且小于1200mm時,受彎計算不考

慮洞的影響,否則,將洞邊所在直線當作樓板側邊支座考慮,洞寬范

圍內荷載以線荷載作用到板側邊;

受剪計算時,將洞邊所在直線當作樓板側邊支座考慮,洞寬范圍

內荷載以線荷載作用到板側邊。

(a)均布荷載下受彎計算(b)非均布荷載下受彎計算

圖5.2.6-1預應力混凝土空心板開洞情況一

注:圖中尺寸單位mm。

l—預應力混凝土空心板計算跨度

圖5.2.6-2預應力混凝土空心板開洞情況二

注:圖中尺寸單位mm。

l—預應力混凝土空心板計算跨度

圖5.2.6-3預應力混凝土空心板開洞情況三

注:圖中尺寸單位mm。

l—預應力混凝土空心板計算跨度

條文說明:

參考PCI相關文獻及《SP預應力空心板技術手冊》

根據美國SP公司經驗,當洞口垂直于板跨方向尺寸不大于2400mm時,可

按本條規定進行計算。

預應力混凝土空心板開洞時,為了使洞口對結構影響最小,應將洞孔的長向

與板跨方向平行,或者用小洞以便盡量減少割斷預應力筋;假如要開幾個洞時,

可將洞沿板跨方向布置,以便盡量減少割斷預應力筋。

當洞口寬度較大時,在洞口兩邊必須設置鋼托梁,用以支承洞邊的短板。通

過試驗,鋼托梁的受力情況如下:當孔洞寬度為1000mm時,鋼托梁上完全不受

力,說明板上的后加荷載,全部通過兩邊的灌縫傳到相鄰的空心板上去了。當孔

洞寬度為2000mm和3000mm時,鋼支座上的受力比率分別為20%和28%。

因此,設計鋼支座時,當孔洞寬度為1000mm時,鋼托梁只須考慮板的自重。

為安全起見,當孔洞寬度為2000mm時,鋼托梁考慮板的自重加50%的后加荷

載;當孔洞寬度為3000mm時,鋼托梁考慮板的自重加75%的后加荷載。

5.3生產施工階段驗算

5.3.1預應力混凝土空心板在制作、堆放、吊裝等階段的驗算應符合

下列規定:

預應力混凝土空心板正截面邊緣的混凝土法向應力,可按下列公

式驗算:

'

ct≤ftk(5.3.1-1)

'

cc≤0.8fck(5.3.1-2)

式中制作、堆放、吊裝等階段相應的荷載標準組合下

ct、cc——

產生在構件計算截面受拉區、受壓區邊緣的混凝土

法向拉應力、壓應力(N/mm2);

f'f'——與相應階段對應齡期的混凝土立方體抗壓強度f'

tk、ckcu

相應的混凝土軸心抗拉強度標準值、軸心抗壓強度

標準值(N/mm2)。

5.3.2預應力混凝土空心板不加疊合層時,施工階段的驗算應符合第

5.3.1條規定。預應力混凝土空心板加疊合層時,在疊合層澆筑階段

的驗算應符合下列規定:

'

ck1+pc1≤ftk(5.3.2-1)

'

ck2+pc2≤0.8fck(5.3.2-2)

M1k

ck1=(5.3.2-3)

W01

M1k

ck2=(5.3.2-4)

W02

MMM1k1Gk+1Qk(5.3.2-5)

式中疊合層澆筑階段相應的荷載標準組合下產生在構

ck1、ck2——

件計算截面下邊緣和上邊緣混凝土的法向應力

(N/mm2),拉為正,壓為負;

——疊合層澆筑階段扣除相應預應力損失后在構件

pc1、pc2

計算截面下邊緣和上邊緣混凝土的法向預應力

(N/mm2),拉為正,壓為負;

f'f'——與相應階段對應齡期的混凝土立方體抗壓強度f'

tk、ckcu

相應的混凝土軸心抗拉強度標準值、軸心抗壓強

度標準值(N/mm2);

M1k——第一階段荷載標準組合下在計算截面產生的彎矩

值;

M1Gk——預應力混凝土空心底板自重標準值和疊合層自重

標準值在計算截面產生的彎矩值;

M1Qk——第一階段施工可變荷載標準值在計算截面產生的

彎矩值;

W01——預應力混凝土空心底板換算截面下邊緣的彈性抵

抗矩;

W02——預應力混凝土空心底板換算截面上邊緣的彈性抵

抗矩。

5.3.1~5.3.2條條文說明:

參考《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015版)第10.1.11條。

在施工階段對截面邊緣混凝土法向應力的限值條件,是根據國內外相關規范

校準并吸取國內的工程設計經驗而得的。其中,對混凝土法向應力的限值,均用

'

與各施工階段混凝土抗壓強度fcu相對應的抗拉強度及抗壓強度標準值表示。

5.3.3施工階段,預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝

土空心底板)截面等效成如圖5.3.3所示I形,正彎矩區正截面受彎

承載力應符合下列規定:

(a)x≤hf

(b)x>hf

圖5.3.3預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空心底板)

正截面受彎承載力計算

1當滿足fpyAfbhp≤1cff時,應按寬度為bf的矩形截面計算:

x

Mfbxh≤()(5.3.3-1)

m1cf102

混凝土受壓區高度應按下列公式確定:

1cffbxfpypA(5.3.3-2)

2當滿足fpyAfbhp1cff時,應按下列公式計算:

xh

Mfbxhfbbhh≤[()()()]f(5.3.3-3)

m1cf10221cfwf10

混凝土受壓區高度應按下列公式確定:

1cf[(bxwbfbw)]hffpypA(5.3.3-4)

混凝土受壓區高度尚應符合下列條件:

x≤bh10(5.3.3-5)

式中M——彎矩設計值;

m——空心板受彎承載力折減系數,取0.9;

1——系數,按《混凝土結構設計規范》GB50010規定采用;

fc——混凝土軸心抗壓強度設計值,按《混凝土結構設計規范》

GB50010規定采用;

bf——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空

心底板)等效截面上翼緣寬度;

b1——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空

心底板)等效截面下翼緣寬度;

bw——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空

心底板)等效截面腹板寬度;

ap——受拉區縱向預應力筋至受拉邊緣的距離;

h10——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空

心底板)截面有效高度;

h1——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空

心底板)截面高度;

hf——預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝土空

心底板)等效截面上翼緣高度;

b——相對界限受壓區高度,按《混凝土結構設計規范》GB

50010規定采用;

fpy——縱向預應力筋抗拉強度設計值;

Ap——b1范圍內受拉區縱向預應力筋的截面面積。

條文說明:

根據《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015版)正截面承載力公式進

行正截面承載力驗算。

受彎承載力折減系數Ψm取0.9是考慮SP空心板的跨度大,在開洞大和非

均勻荷載情況下受力比較復雜,同時也考慮了預應力空心板在極限受彎狀態下,

其剛度往往不易滿足要求,因此而采取的受彎承載力折減系數。

考慮到生產工藝的需要,預應力混凝土空心板截面中空心部分一般都不會

是規則的矩形,而是水滴形。將這種預應力混凝土空心板截面等效為I形計算,

理論上可行,但是在實際操作過程中,會比較繁瑣。根據美國SP公司測算,空

心板的受壓區高度一般不會超出面板厚度很多,板高較大時,假如超出20mm,

仍按寬度bf矩形截面計算,其誤差在2%以內。注意,此處講的面板厚度是SP

板本身形狀上部實心部分的厚度,不是等效截面的翼緣厚度。超出20mm的部分,

其寬度是順著水滴形變化的。

5.3.4施工階段,預應力混凝土空心板(加疊合層時,為預應力混凝

土空心底板)斜截面受剪承載力應符合下列規定:

Vfbh≤0.7vtw10(5.3.4-1)

式中v——空心板受剪承載力折減系數,見表5.3.4;

ft——混凝土軸心抗拉強度設計值,按《混凝土結構設計規范》

GB50010規定采用。

表5.3.4預應力混凝土空心板受剪承載力折減系數Ψv

預制板高h(mm)≤200250300380

Ψv1.00.950.850.70

條文說明:

參考《SP預應力空心板》05SG408圖集。

5.4正常使用階段驗算

5.4.1在使用階段,預應力混凝土空心板底面受力方向的裂縫控制,

應按一般要求不出現裂縫的規定按下列公式驗算:

ckpc≤ftk(5.4.1-1)

M1GkM2k

ck=+(5.4.1-2)

WW010

MM2k2GkM2Qk(5.4.1-3)

式中ck——使用階段按荷載標準組合計算控制截面抗裂驗算邊緣

的混凝土法向應力(N/mm2);

pc——扣除全部預應力損失后在控制截面抗裂驗算邊緣混凝

土的法向預壓應力(N/mm2);

ftk——預應力混凝土空心板(當有疊合層時,為預應力混凝土

空心底板)混凝土軸心抗拉強度標準值(N/mm2);

——混凝土構件的截面抵抗矩塑性影響系數,可按《混凝土

設計規范》(GB50010-2010)取值;

M1Gk——第一階段預應力混凝土空心板自重標準值(當有疊合層

時,含疊合層自重標準值)在計算截面產生的彎矩值;

M2k——第二階段荷載標準組合下在計算截面產生的彎矩值;

M2Gk——第二階段裝修面層、吊頂等自重標準值在計算截面產

生的彎矩值;

M2Qk——第二階段可變荷載標準值在計算截面產生的彎矩值,

取本階段施工可變荷載標準值和使用階段可變荷載標

準值在計算截面產生的彎矩值中的較大值;

W01——第一階段預應力混凝土空心板換算截面下邊緣的彈性

抵抗矩;

W0——第二階段預應力混凝土空心板(當有疊合層時,將疊

合層考慮在內)換算截面下邊緣的彈性抵抗矩。

條文說明:

根據《混凝土結構設計規范》GB50010-2010(2015版)第3.4.5條規定,一

類、二a類環境類別預應力構件裂縫控制等級按三級即可,但為了提高結構耐久

性、提升建筑品質,本標準對預應力混凝土空心板底面受力方向的裂縫控制定為

二級:一般要求不出現裂縫。

5.4.2預應力混凝土空心板應按《混凝土結構設計規范》(GB

50010-2010)規定進行正常使用極限狀態下的撓度驗算。當有疊合層

時,按荷載標準組合并考慮長期作用影響的剛度可按下列公式計算:

Mk

BBs2(5.4.2-1)

Bs2

(1)(1)MMM1Gkqk

Bs1

Mk1Gk2kMM(5.4.2-2)

MMq1Gk2Gkq2QkMM(5.4.2-3)

式中:θ——考慮荷載長期作用對撓度增大的影響系數,預應力疊合

板取θ=2.0;

Mk——疊合樓板按荷載標準組合計算的彎矩值;

Mq——疊合樓板按荷載準永久組合計算的彎矩值;

Bs1——預應力混凝土空心底板的短期剛度,按第5.4.3條計算;

Bs2——疊合樓板第二階段的短期剛度,按第5.4.3條計算;

q——第二階段可變荷載的準永久值系數;

條文說明:

疊合樓板的撓度按彈性方法計算,本條給出了剛度B的計算方法。其考慮

了二階段受力的特征且按標準組合并考慮荷載長期作用影響。該公式是在假定荷

載對撓度的長期影響均發生在受力第二階段的前提下,根據第一階段和第二階段

的彎矩曲率關系導出的。

5.4.3標準組合下預應力混凝土空心板正彎矩區段內的短期剛度,可

按下列規定計算。

1預應力混凝土空心底板的短期剛度Bs1可按《混凝土結構設計

規范》(GB50010-2010)規定計算。

2疊合構件第二階段的短期剛度可按下列公式計算:

Bs20.7EIc10(5.4.3-1)

式中:Ec1——預應力混凝土空心底板的混凝土彈性模量;

I0——疊合構件換算截面的慣性矩,此時,疊合層的混凝土截

面面積應按彈性模量比換算成預制構件混凝土的截面面積。

條文說明:

鋼筋混凝土二階段受力疊合受彎構件第二階段短期剛度是在一般鋼筋混凝

土受彎構件短期剛度計算公式的基礎上考慮了二階段受力對疊合截面的受壓區

混凝土應力形成的滯后效應后經簡化得出的。對要求不出現裂縫的預應力混凝土

二階段受力疊合樓板,第二階段短期剛度公式中的系數0.7是根據試驗結果確定

的。

實際工程中,如果預制層與疊合層混凝土彈性模量相差不大,可以取現澆層

及預制層混凝土彈性模量平均值Ec和疊合構件截面I進行近似計算。

5.4.4正常使用階段,不加疊合層的預應力混凝土空心板正彎矩區正

截面受彎承載力按5.3.3條計算。加疊合層的預應力混凝土空心疊合

板正彎矩區正截面受彎承載力應符合下列規定:

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