超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)抵抗溫度應(yīng)力

曹秀鉑

保定市銀燕預(yù)應(yīng)力工程有限公司

超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)抵抗溫度應(yīng)力

曹秀鉑

保定市銀燕預(yù)應(yīng)力工程有限公司

機(jī)場(chǎng)航站樓、停車樓結(jié)構(gòu)雙向超長(zhǎng)，為了減少由于混凝土收縮徐變及溫度變化在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生拉應(yīng)力并可能使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害的貫通裂縫，在結(jié)構(gòu)梁板中施加預(yù)應(yīng)力來控制結(jié)構(gòu)有害裂縫的開展。介紹了近幾年預(yù)應(yīng)力在部分新建機(jī)場(chǎng)航站樓中的應(yīng)用情況及預(yù)應(yīng)力的施工。

航站樓；停車樓；雙向超長(zhǎng)；預(yù)應(yīng)力；抵抗溫度應(yīng)力

在超長(zhǎng)大型公建中，解決砼結(jié)構(gòu)不設(shè)縫的方法主要有設(shè)置后澆帶、設(shè)置膨脹加強(qiáng)帶、采用膨脹混凝土等，以上方法均有許多缺點(diǎn)和局限性，不能最終解決超長(zhǎng)不設(shè)縫混凝土結(jié)構(gòu)的開裂問題；設(shè)計(jì)和施工中也優(yōu)先采用四新技術(shù)：預(yù)應(yīng)力法、滑動(dòng)支座法、低溫補(bǔ)倉(cāng)法、誘導(dǎo)縫法，綜合治理法等措施控制裂縫產(chǎn)生。其中采用預(yù)應(yīng)力法施加預(yù)應(yīng)力可以在混凝土中建立有效的壓應(yīng)力，來平衡結(jié)構(gòu)內(nèi)由于溫度變化導(dǎo)致的拉應(yīng)力效果最為顯著。現(xiàn)列舉在工作實(shí)踐中遇到的部分采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)抵抗溫度應(yīng)力的工程實(shí)例。

1 廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)一期航站樓及東、西連接樓及東三西三指廊

以本平面為例，單向長(zhǎng)度以108m，128m，131m等分段設(shè)縫。圖一為東連接樓局部平面圖及圖二東三西三指廊輪廓圖。

圖一 連接樓二層局部平面圖

圖二 東三、西三指廊及連接樓的輪廓圖

2 廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程二號(hào)航站樓及配套設(shè)施，航站樓平面內(nèi)以長(zhǎng)度143m，214.4m，179m等設(shè)縫。

圖三 航站樓主樓三層平面圖

圖四 西指廊二層局部平面圖

圖五 白云機(jī)場(chǎng)二期航站樓及東西北指廊輪廓圖

3 廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)二期北指廊及東西指廊，以局部平面為例，單向以158m，173.5m，198m等設(shè)縫。

以上三個(gè)白云機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目，其中東三、西三指廊板內(nèi)配置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋抵抗溫度應(yīng)力；航站樓主樓和指廊在梁內(nèi)采用預(yù)應(yīng)力筋抵抗溫度應(yīng)力。

4 深圳寶安國(guó)際機(jī)場(chǎng)T3航站樓工程，下圖為二層平面圖，單向以長(zhǎng)度243m，216m等設(shè)縫。

圖六 深圳寶安國(guó)際機(jī)場(chǎng)T3航站樓二層平面圖

圖七 深圳機(jī)場(chǎng)新航站區(qū)地面交通中心二層平面圖

5 深圳機(jī)場(chǎng)新航站區(qū)地面交通中心，下圖為二層平面圖，長(zhǎng)度以153m，229.5m等設(shè)縫。

6 揭陽(yáng)潮汕機(jī)場(chǎng)航站樓及配套工程，下圖為二層平面圖，南北向長(zhǎng)度分別以81.78m，東西向長(zhǎng)度為182.4m設(shè)縫。

圖八 揭陽(yáng)潮汕機(jī)場(chǎng)航站樓及配套工程三層平面圖

圖九 南寧機(jī)場(chǎng)F1層平面圖

7 南寧吳圩國(guó)際機(jī)場(chǎng)新航站區(qū)及配套設(shè)施建設(shè)工程航站樓項(xiàng)目，下圖為F1層平面圖，單向長(zhǎng)度以99m，115m，117m，171m，234m等設(shè)縫。

8 桂林兩江國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程——T2航站樓，下圖為二層平面圖，單向長(zhǎng)度以170m，195m等設(shè)縫。

圖十 桂林兩江國(guó)際機(jī)場(chǎng)二層平面圖

圖十一 首都機(jī)場(chǎng)三期GTC首層平面圖

圖十二 北京新機(jī)場(chǎng)航站樓平面圖

9 首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)三期GTC停車樓，下圖為首層平面圖，單向長(zhǎng)度以343m，360m等設(shè)縫。

10 北京新機(jī)場(chǎng)航站樓，下圖為二層平面圖，單向長(zhǎng)度以縫計(jì)以170m，195m等設(shè)縫。

第4～10個(gè)項(xiàng)目均為板內(nèi)配置無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋抵抗溫度應(yīng)力。

結(jié)論：

以上機(jī)場(chǎng)航站樓和GTC停車樓在考慮溫度應(yīng)力的作用時(shí)均采用預(yù)應(yīng)力筋抵消溫度應(yīng)力。原因如下：

1 加配普通鋼筋抵消溫度應(yīng)力的方法原理是普通筋參與受力變形后才能發(fā)揮出作用。若橫向構(gòu)件混凝土采用C40，混凝土的彈性模量Ec=3.25x104N/mm2，而普通筋HRB400的彈性模量'Ecf=2.0x105N/ mm2，由于鋼筋彈性模量是混凝土彈性模量的6倍多，很難達(dá)到理想同時(shí)變形的狀態(tài)，只有混凝土達(dá)到開裂極限強(qiáng)度剛一開裂或開裂后，普通筋才產(chǎn)生變形參與抵抗拉應(yīng)力。往往鋼筋還沒有參與到變形，混凝土已經(jīng)開裂。

2 以上國(guó)內(nèi)各大型機(jī)場(chǎng)選擇預(yù)應(yīng)力技術(shù)來抵抗溫度應(yīng)力的影響是因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力筋是主動(dòng)受力，在混凝土達(dá)到85%-100%時(shí)進(jìn)行張拉，在混凝土中預(yù)先施加一個(gè)適當(dāng)?shù)膲簯?yīng)力，在溫度應(yīng)力還沒有發(fā)揮變形的時(shí)候已經(jīng)預(yù)壓，溫度應(yīng)力對(duì)混凝土的變形都已抵消，普通鋼筋更加不會(huì)參與變形來抵抗溫度應(yīng)力了。

施加預(yù)應(yīng)力可減少由于混凝土的收縮徐變和溫度變化在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的拉應(yīng)力并可能使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)有害的貫通裂縫。在結(jié)構(gòu)梁板中施加無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力來控制結(jié)構(gòu)有害裂縫的開展成了普遍的做法。以上眾多工程實(shí)例均采用預(yù)應(yīng)力解決溫度應(yīng)力的影響，有效證明解決溫度應(yīng)力施加預(yù)應(yīng)力是最優(yōu)方案。

建議：結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度大于100m的部分配置適當(dāng)數(shù)量的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋抵抗溫度應(yīng)力的影響，減少或避免結(jié)構(gòu)開裂。

[1]無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ92-2004.

[2]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.GB50010-2010.[S]北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

[3]預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程. JGJ85-2000.

[4]后張預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)建筑科學(xué)研究院，陶學(xué)康

注：兩項(xiàng)相加共節(jié)約125.05元/m2。

⑶ 柱及外墻部分：

屋面若采用井字梁板或十字梁板(下稱：普通梁板)時(shí)梁高為900mm，當(dāng)采用雙向密肋樓蓋時(shí)梁高為600mm，其層高可減少300mm。據(jù)統(tǒng)計(jì)，建筑物層高每降低100mm時(shí)，其造價(jià)按建筑面積可節(jié)約30元/m2，共計(jì)可節(jié)約造價(jià)為90元/m。

⑷ 模板部分：

密肋樓蓋采用PK定型模板，支模簡(jiǎn)單便捷，不用拆模，可節(jié)約模板費(fèi)用27元/m2(根據(jù)08定額，普通梁板按有梁板32元/ m×1.72=55元/m2，密肋梁按無(wú)梁板28元/m2計(jì)算，未計(jì)入模板損耗及拆模等費(fèi)用)。

密肋梁PK定型模板底部光滑平整，無(wú)需刮灰粉平，直接噴白即可，可節(jié)約人工費(fèi)用12元/m。

(5)綜合以上幾點(diǎn)

十字梁板直接費(fèi)：92.30+90+27+12+40=261.30元/m2；

井字梁板直接費(fèi)：125+90+27+12+40=294.00元/m2；

PK定型模板費(fèi)用120元/m2。

密肋梁板與十字梁板比較，可節(jié)約直接費(fèi)：141.3元/m2；

密肋梁板與井字梁板比較，可節(jié)約直接費(fèi)：174.0元/m2。

5.2 密肋梁板與十字梁板(或井字梁板)施工分析

5.2.1 密肋梁PK定型模板采用工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)，其質(zhì)量穩(wěn)定，方便施工。

6.結(jié)論

通過對(duì)以上綜合分析，密肋樓蓋方案全面優(yōu)于傳統(tǒng)梁板方案，密肋樓蓋方案不僅經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于其他樓蓋方案，而且施工方便，能大大縮短地下室施工工期。

參考文獻(xiàn)：

[1]第五版施工手冊(cè)北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.8.

[2]建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中國(guó)建筑工業(yè)出版社.