預應力空心板在石嘴山市水上健身中心工程中的應用

蔣寧平（寧夏建筑設計研究院有限公司，銀川 750002）

預應力空心板在石嘴山市水上健身中心工程中的應用

蔣寧平
（寧夏建筑設計研究院有限公司，銀川 750002）

本文以石嘴山市水上健身中心工程為例，比較了井字梁方案和預應力空心板方案的的經濟性能，最后總結了水上健身中心采用預應力空心板的優越性。

預應力空心板；井字梁結構；有粘結；無粘結；優越性

1　工程概況

石嘴山市水上健身中心工程總建筑面積為33866m2，地上六層，地下一層，建筑總高為23.7m。該工程一層設有17.7mx42m的游泳池，四層D-J/1-5軸、五層D-J/1-5軸、六層D-J/1-5軸和屋面層D-J/1-5軸處為游泳池上空，結構寬度為17.7m，長度為42m，屬于大板結構，樓面做法為4.0KN/m2，樓面活荷載為4.0KN/m2，不人屋面活荷載為0.5KN/m2。該區域原設計方案為井字梁結構方案，其井字梁尺寸為400mmx1300mm，樓板采用100mm，建筑設計層高為3.8m，若采用井字梁方案結構層凈高僅為2.6m，不能滿足使用功能的要求，同等條件下采用預應力空心板方案空心板板厚僅為500mm，這樣室內凈空高度比井字梁增加了800mm，所以為了有效的降低梁板結構高度，增加室內凈空高度，其結構形式采用專利技術“LPM輕質材料填充空心預應力混凝土樓蓋結構技術”，在該專利下，從經濟性、安全性、可靠性和施工工藝便捷性等多方面進行綜合比較，最終確定了大跨度預應力空心樓板結構。

2　不同方案下結構選型

2.1大跨度預應力空心樓板方案

本工程預應力空心板厚度按板跨度的1/35取，采用500mm，柱上設置500mmX500mm的暗梁，在空心區域分別安裝尺寸為1000mmX1000mmX360mm的輕質管組合塊或填充箱，因為此塊板為長寬比較大，所以橫向輕質管組合塊或填充箱間距設的較寬為150mm，縱向肋梁寬度設的較小為120mm，在填充材料之間分別形成尺寸為150mmX500mm和120mmX500mm的肋梁。空心板上、下翼緣厚度都為70mm，形成了工字型截面，空心區內體積空心率為50%，混凝土折算厚度250mm。此外，由于在板的四周及柱子邊上剪力較大，在板的四周設置了實心區。混凝土強度等級C40。預應力筋為1860級低松弛無粘結鋼絞線，本工程預應力空心板為單向板，短向內力較大，從結構的可靠性而言，有粘結預應力顯然是勝過無粘結預應力；因此本工程短向采用有粘結預應力筋，長向采用無粘結預應力筋，預應力筋分別布置在柱上的暗梁和填充材料之間的肋梁中，每道暗梁中配2-5束有粘結預應力筋，短向每道肋梁中配1-7束有粘結預應力筋，長向道肋梁中配1-2束無粘結預應力筋。

本工程中采用專利“一種填充棒與填充箱混合使用的空心板”的技術［1］，其輕質填充材料也采用具有專利技術的“一種帶加強層與漏漿孔的發泡材料填充箱”（ZL201010554837.2）［2］。

2.2井字梁方案的基本情況

混凝土強度等級C30，梁中受力鋼筋為Ⅲ級鋼，板中受力鋼筋為Ⅰ級鋼，箍筋和分布筋為Ⅰ級鋼。橫向設19道梁，縱向設3道梁，將17700x42000mm的大板分成80塊2100x4425mm的小板。梁尺寸為400x1300mm。小板厚100mm，兩方向上鐵都為Φ8@150，下鐵都為Φ8@200。

2.3不同方案的經濟性比較

表1統計出了兩個不同方案所用各種材料的用量，按照市場綜合單價計算總價。本表中只統計了兩種方案中用量不同的材料，在房屋凈高相同的情況下，井字梁方案的層高比預應力空心板高800mm，所以井字梁方案中普通鋼筋總量為樓板本身所用鋼筋量與增加的800mm高柱子所用的鋼筋量，混凝土總量為樓板本身所用混凝土量與增加的800mm高柱子所用混凝土量的和，填充墻和外立面裝飾為增加的800mm高填充墻和外立面裝飾所用材料。

表1　方案造價比較（單塊板在同凈高的條件下對比）

從表1中的數據可以看出，該工程采用預應力空心板方案單塊板的造價為465870元，而采用井字梁結構方案單塊板總造價為624167元，與井字梁結構方案相比，預應力空心板結構單塊板造價降低近16萬，每平方米降低造價213元，本工程四層共四塊預應力空心板共節省約64萬。同等條件下采用預應力空心板還能夠減輕結構自重，減少基礎混凝土用量，降低基礎造價，增加結構的抗震能力，而且采用預應力空心板取消吊頂后裝修可以更簡單，每平方米可以降低造價20-50元。預應力空心板結構凈空可以提高800mm，在不增加層高的前提下提升建筑的品質。同時與井字梁方案相比，空心板結構一些管線可以直接走板內，更方便管線安裝。空心板結構可以大大減少了模板的用量，而且支模的工作量也減少，每個標準層至少可縮短一天的工期，這些費用都不再計算之內，而且采用預應力空心板方案每層可以節省800mm高度，本工程預應力空心板共四層，這樣在每層室內凈高相同的情況建筑總高度降低了3200mm，相當于一個標準層的層高。同時與井字梁方案相比，輕質填充的空心板結構提高了板整體隔音效果，有效降低了上下層見噪音的傳遞。隔熱能力也大大提高，有利于建筑節能。所以預應力空心板與井字梁方案相比存在很大的優越性。

3　結論

基于結構優化，也即結構選型采用大跨度預應力技術，重點對對空心板方案進行優化，采用了一些創新的方法和工藝后，降低了工程造價，讓施工過程變得簡單，方案實施后，增加了建筑物凈高，取得了良好的綜合效益。

［1］徐焱.一種填充棒與填充箱混合使用的空心板［P］.發明專利ZL201010560553.4

［2］徐焱.一種帶加強層與漏漿孔的發泡材料填充箱［P］.發明專利ZL201010554837.2

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.110

蔣寧平（1964-），男，寧夏銀川人，工學學士學位，高級工程師，主要從事建筑結構設計與管理工作。