SP預應力空心板在某教學綜合樓中的應用

續光會

1 SP板簡介

SP預應力空心板(以下簡稱SP板)是采用美國SPANCRETE機械制造公司的生產設備、工藝流程、專利技術和SP商標使用權在我國生產的混凝土預制構件。其產品長度為 3m～18m，厚度為100mm～380mm，寬度分1.2m和2.4m兩種。由于SP板具有跨度大、承載力高、節約鋼筋等諸多優點，建設部在 1996年就把 SP板的推廣應用列入重大科技推廣項目，但是由于本產品制作技術要求較高，行業門檻嚴，時至今日SP板在我國的推廣使用仍很有限。2005年建設部組織有關單位在原《99ZG 408》的基礎上出版了《05SG 408》圖集。本文以某學校教學綜合樓的預制樓板設計為例，力圖與廣大的工程技術人員分享體會。

2 某工程使用SP板實例

該工程為雙面磚混結構教學綜合樓，設計層數為 6層(含1層地下室)，局部7層，層高 3.45m，6度設防，結構設計總高度19.25m，教室軸線平面尺寸為 10.5 m×7.5 m，總建筑面積6 400m2，設計使用SP樓板。

2.1 選擇SP樓板主要考慮因素

1)可有效提高房屋的實際使用凈高，便于各種設備管線的安裝。2)施工速度快，能縮短施工工期。3)節約總造價。4)加快國家重大科技項目在地市區域的推廣力度。

2.2 樓板布置

設計之初計劃采用橫墻承重的方案，但經過計算后發現，由于綜合樓橫墻間距達 10.5 m，其豎向軸力設計標準值高達575.5 kN/m，比一般梁磚混結構的承重橫墻受力大一倍以上，普通 240磚墻根本不能滿足設計要求，且由于大部分荷載都作用在橫墻上，縱墻負擔過小，基礎受力極不均勻，而縱墻間距7.5m，所受軸力較小，經權衡后改為縱橫墻混合承重體系。

2.3 樓板型號選擇

板軸跨7 500mm，板厚按1/40跨考慮，選板厚h=180mm。按照《建筑結構荷載規范》及 05SG408《SP預應力空心板》的要求，SP板選用過程如下:樓面活荷載標準值:2.5 kN/m2;SP板自重標準值:3.12 kN/m2;不拉開板縫灌縫重:0.07 kN/m2;面層及板底抹灰重:2.0 kN/m2。

1)根據SP板選用方法，可變荷載標準組合值為2.5 kN/m2，滿足2 kN/m2≤可變荷載標準組合值≤5 kN/m2的要求;2)準永久組合設計值=3.12+0.07+2+0.5(準永久值系數)×2.5= 6.44 kN/m2;標準組合設計值=3.12+0.07+2+2.5=7.69 kN/m2;3) 6.44/7.69=0.84＜0.87，符合[QK]選用條件，經查表選擇SP18C7510，[QK]=5.4 kN/m2＞2+2.5=4.5 kN/m2，符合設計要求。

2.4 節點設計

SP板因為跨度較大，整體性好，軸力大，其受力特性接近于現澆單向板，因此其構造措施與普通預制板有所差別。本工程所有SP板下均設圈梁。內墻設于板下，外墻L形包邊，板端按圖集要求設板縫構造鋼筋以加強SP板平面內的整體剛度。節點構造均按05SG 408要求設計。

2.5 SP板與普通預應力空心板的對比分析

1)普通預應力空心板寬度在0.4m～1.2m之間，長度2.4m～4.2m，厚度120mm～180mm。SP板寬度分為1.2m，2.4m兩種，長度3m～18m，厚度100mm～380mm，使用范圍更寬廣。2)普通預應力空心板采用圓孔截面，SP板采用更符合力學性能的上小下大的橢圓孔，孔洞率更大，受力更科學。3)普通預應力空心板采用混凝土的強度等級為C30～C 40，而SP板采用混凝土的強度等級為C40～C50。4)普通預應力空心板采用冷拔低碳鋼絲或冷軋帶肋鋼筋，而SP板采用強度更高的鋼絞線。5)同等條件下使用SP板比使用普通預應力空心板節約鋼筋 20%～30%，而承載力提高19%～70%。6)SP板與現澆混凝土樓蓋相比整個工程造價節約10%～20%。7)SP板連接構造筋一般為φ6，而SP板一般為φ8～φ12。8)SP板是采用規定的生產設備和工藝流程，并且有專利技術和商標使用權的預制構件，而普通預制空心板不具有這樣的要求。

該工程樓板采用SP板后，取得了業主及施工單位一致好評。對業主來說，縮短了建設工期，節約了工程費用，提高了房間利用率;對施工方來說，減少了管理環節，提高了施工效率，保證了施工質量，節約了工程管理費用。該工程獲得了良好的社會和經濟效益。

3 使用SP板應注意的問題

3.1 板間灌縫及板間裂縫

SP板間的灌縫質量十分重要，縫寬應控制在20mm～50mm之間，安裝時禁止板靠板安裝而產生“瞎縫”。試驗表明，良好的灌縫質量能很好地傳遞各板間的水平及垂直剪力，抵抗地震作用的破壞。SP板安裝后應注意施工中的堆載與灌縫后的養護，必要時設板間支撐，防止板間裂縫的產生。

3.2 局部受壓及板端轉角

1)SP板由于跨度大、承載力高，與普通預應力空心板相比在支撐處會產生較大的局部壓力，設計人員應注意驗算SP板對支撐處長度及面積的要求，其方法可根據規范計算。

2)SP板由于跨度大會產生比較大的板端轉角使承重墻體出現過大的偏心距而引起墻體水平裂縫，特別是在房屋的頂層及低層建筑中更加明顯，為此在設計中應注意板端與墻體的拉結，板端良好的錨固措施對于抗震地區尤為重要。

4 SP板的發展應用展望

我國 1993年從美國福霖公司引進 SP板產品及相關技術，1995年完成產品試用期，1997年由建設部出版發行了《SP預應力空心板》圖集，2005年又編制了 05SG408《SP預應力空心板》圖集。可以說，SP板的使用正處于逐步擴大階段，但由于生產SP板需要特殊的工藝及專利技術和設備，項目初次投資較大，在一定程度上又限制了SP板的發展與應用。目前在我國能夠生產SP板的廠家大約有 20家，其生產能力遠遠小于市場需求。SP預應力空心板作為一種商業生產的商品構件，由于其承載力高、跨度大、施工速度快、質量穩定可靠等優點正越來越被廣大的工程技術人員所接受，同時由于其顯著的經濟效益也被業主所認可。可以預見，在今后的一段時間內 SP板作為一種新型的建筑材料將會對我國的工程建設領域產生深遠的影響。

5 結語

2008年我國汶川地震以來，一些人士對預制樓板的抗震安全性提出質疑，在很多地區已經或正在醞釀在民用建筑中取消預制樓板而代之于現澆樓板。普通預制樓板在目前正在遭遇前所未有的寒冬，而實際上在國外預制樓板正以飛快的速度運用在很多工程建設領域。

目前，美國已在9度地震區的拉芙端將SP板用于 23層的建筑。日本神戶地區將其用于 40層的建筑，并在 1995年的坂神地震中證明其安全可靠性。

[1] 呂應華，張龍飛.SP預應力空心板的發展與應用[J].河南建材，2009(3):46-47.

[2] 劉麗萍.SP預應力空心板及其在抗震設防地區的應用[J].新型建筑材料，2004(5):61-62.

[3] 潘本棟.SP預應力空心板在居住建筑中的應用和發展[J].混凝土，2002(11):83.