四邊簡支PK 預應力混凝土疊合樓板受力性能分析及應用

康朝陽

(河南省第一建筑工程集團有限責任公司，河南鄭州 450000)

0 引言

PK預應力混凝土構成的疊合樓板包含后澆混凝土以及預應力混凝土的兩個關鍵部分，并且運用疊合帶肋底板的方式來進行制作。與平面形狀的樓板相比，帶肋的混凝土底板具有較大的外部剛度，因而便于運輸與制作生產。從當前現狀來看，此類疊合樓板已經能夠運用在整體裝配式的建筑施工中［1］。通過分析疊合樓板的具體受力性能，可以判斷出四邊簡支結構的疊合樓板能夠體現受力均衡的優勢，確保達到節約工期以及簡化施工操作的效果。

1 四邊簡支PK預應力混凝土疊合樓板的基本受力性能

1.1 關于疊合樓板的開裂荷載

混凝土樓板一旦表現為開裂的情形，那么樓板內部將會進入水分或者空氣。因此，樓板裂縫將會間接造成樓板內部的鋼筋銹蝕，并且影響到樓板的堅固性與穩定性。為了切實保證混凝土樓板能達到良好的結構耐久性，則需要運用抗裂計算的方式，確保能夠算出精確的樓板荷載［2］。

具體在實踐中，關鍵在于樓板開裂標準的確定。例如針對雙向樓板的配筋疊合板而言，開裂荷載主要存在于拼接鋼筋的特殊部位。因此樓板一旦表現為開裂現象，那么對于最大荷載應當限定于避免構件開裂的極限荷載［3］。此外，對于混凝土樓板如果設計為配筋與單向板的構造，那么不需要計算開裂荷載。這是由于，開裂的拼接縫并不會直接影響到整個樓板的耐久性。經過分析可見，樓板開裂荷載主要受到如下的要素影響:

首先是預應力的具體數值。從延緩樓板裂縫的角度來講，預應力可以起到最關鍵的作用。在此前提下，如果能做到有效增強預應力，那么針對樓板整體的抗裂承載力也能做到有效進行增強。具體針對外部的樓板荷載而言，關鍵在于抵消預應力，并且經過運算得出裂縫產生時的樓板抗拉強度［4］。對于雙向板或者單向板而言，樓板配筋率都會明顯影響到裂縫寬度與裂縫的長度。并且，裂縫在樓板中的具體分布位置也會受到配筋率的作用，進而表現為明顯的裂縫分布差異。其次是樓板的配筋率。樓板配筋率如果具有較大的數值，那么裂縫分布將會較多體現為垂直的分布方向。對于疊合樓板來講，此類樓板如果具有過大的配筋率，那么雙向板的特征就會表現得較為明顯。再次是拼接鋼筋以及保護層的厚度。拼接縫構成了薄弱的樓板特殊部位，在多數情況下，拼接縫都會表現為最早開裂的情況。在此前提下，施工人員尤其需要做到格外關注整個樓板的拼接縫，從而運用相應的技術手段來處理拼接縫，最終達到保證樓板整體性、提高樓板堅固性與穩定性的目標［5］。

1.2 關于樓板的撓度計算以及剛度分析

從施工受力的角度來講，對于疊合樓板主要應當關注兩個不同階段的樓板受力特征。通過全面分析樓板目前的基本受力特征，應當能夠給出有關樓板撓度以及樓板剛度的詳細分析。具體在樓板的第一個受力階段中，疊合樓板本身具有相應的施工支撐，因此受力情況大體上不會出現明顯的差異。在此前提下，關于計算第一階段的樓板撓度與樓板剛度特征主要可以選擇彈性計算的方式，確保能夠算出現澆雙向樓板的具體受力方向與受力特征，從而為后續的撓度與剛度計算提供參考。

然而到了第二個樓板受力階段之后，疊合樓板由于失去了原有的混凝土受力支撐，因此將會表現為復雜性較強的樓板受力狀態。在此階段中，關于受力計算就要關注更多的樓板受力因素，確保能夠將開裂荷載、樓板剛度、樓板承載力以及樓板撓度全面納入目前的計算過程［6］。并且，對于帶肋底板應當關注復雜的底板受力特征，在排除支撐作用的基礎上給出精確的樓板受力計算結果。在進行疊合操作之前，首先應當算出樓板的抗裂性能，以便于為后續的樓板施工提供相應的支持。

與整澆板進行對比，鋼混結構的樓板具有相似的樓板受力特征。但是實質上，鋼混樓板由于存在較多的拼接縫，并且還會受到預應力的作用，那么將會表現為十分明顯的受力性能差異。例如對于邊界的樓板部位而言，該樓板部位承受了較大的平面作用力。在某些情況下，樓板受到外溫變化的明顯影響，那么很可能表現為樓板開裂的情況。具體在計算時，對于支座給樓板帶來的阻礙作用也要進行適當考慮。

1.3 關于極限承載力的分析

預應力混凝土的疊合樓板應當確保符合最基本的極限承載力，通過判斷樓板目前能夠達到的極限承載力，應當能切實達到保證樓板安全的效果，并且對于樓板出現開裂的隱患與風險做到全面杜絕。由此可見，分析極限承載力對于保障樓板施工安全具有不可忽視的必要性。具體在分析基礎性的樓板結構時，一般來講都會用到彈性理論。但是樓板如果處于極限狀態下，那么關于極限承載力則不再單純適用于傳統的彈性理論，而是有必要考慮更多的樓板受力因素。

預應力混凝土的多數疊合樓板都是運用高強度鋼絲制成的，因此明顯加強了預應力方向的疊合樓板基本剛度。但是對于垂直于樓板預應力的方向而言，很多樓板都會出現開裂現象，尤其是存在較多的拼接裂縫。樓板一旦表現為拼接裂縫的產生，則會明顯削減混凝土樓板固有的剛度與強度。并且，對于雙向疊合的特殊樓板構造，在計算極限荷載時還要考慮到正交構造給整個樓板帶來的受力影響。經過反復的數值修正之后，最終確保給出精確程度較高的極限荷載運算結論。

由此可見，極限荷載力的計算過程具有較強的復雜性。對于以上的計算過程為了達到簡化的效果，那么需要適當修正樓板內部出現嚴重裂縫的特殊部位。通常來講，技術人員可以選擇虛線用于表示以上的特殊受力部位，進而給出預應力方向以及塑性鉸線之間的夾角。經過以上的計算方式，應當能夠精確查找目前的樓板斷裂帶，然后運用相應的措施來進行修補。

2 具體的施工運用要點

2.1 全面分析樓板的受力特征

對于疊合樓蓋的常用樓板結構來講，此類樓蓋結構應當包含高強混凝土、高強的預應力鋼絞線與其他施工材料。因此與其他的樓板結構進行對比，可見疊合樓蓋與樓板結構能夠達到更高的整體強度。具體在樓板施工中，如果選擇了疊合樓板作為基礎的建筑樓板構造，則有利于建筑物自重的明顯減輕，同時還能達到降低層高以及節省樓板成本的良好效果［7］。在目前的工程實踐中，此類疊合樓板的特殊建筑構造表現為較好的施工推廣意義。

疊合樓板不僅局限于簡單的樓板受力構造，其受力特征具有明顯的雙向性。并且由于受到鋼筋型號與種類、配筋率、勾縫砂漿與混凝土材質的影響，那么疊合樓板將會呈現較大的樓板構造差異。在此前提下，關于PK預應力混凝土的特殊樓板結構有必要分析樓板撓度與樓板剛度等基本的受力信息。通過計算樓板預應力的方式，應當能夠給出樓板增加的剛度比例。因此經過以上的綜合分析，可以判斷出樓板剛度并不會受到預應力的明顯影響。由此可見，樓板構件的開裂荷載與預應力之間呈現正比的關系。但是從整體角度講，極限的樓板承載力并不會受到疊合樓板結構的明顯影響。

2.2 重視樓板拼接縫的處理

疊合樓板存在明顯的拼接縫，因而明顯削弱了整體的樓板剛度，在此情況下將會出現樓板裂縫。通常來講，最先呈現樓板裂縫的部位往往是預應力平行的方向，然后才會陸續出現傾斜的樓板裂縫。在樓板嚴重開裂的情況下，非預應力方向的平行裂縫也會陸續產生。樓板裂縫如果達到極為嚴重的程度(見圖1)，那么塑性鉸就會因此而形成，并且整個樓板呈現荷載極限的情況。具體針對極限的樓板荷載在進行運算時，關鍵在于修正目前現存的樓板角度。此外，對于折減與增加的樓板剛度系數也要運用在計算過程中。

2.3 確保樓板構造的安全與堅固性

圖1 疊合樓板出現嚴重裂縫的現象

在目前的樓板施工操作流程中，關鍵在于總結樓板構造與樓板結構的布置情況，進而給出優化設計樓板配筋的方式。具體在施工中，疊合樓板如果未能達到最基本的預制強度，那么不應將其運用于現場施工，并且做到切實杜絕集中堆放疊合樓板的現象。這是由于，堆放疊合樓板將會造成沖擊倒放的現象。從現狀來看，施工人員就是要切實遵循現行的基本施工規則來全面完成樓板施工，確保樓板構造能夠符合最基本的堅固性與安全性。

3 結語

經過分析可見，四邊簡支PK預應力混凝土疊合樓板整體上可以達到較好的樓板受力性能，進而達到簡化施工操作以及保證樓板穩定性的效果。目前在施工實踐中，關于以上類型的特殊預應力混凝土樓板已經能夠做到靈活進行利用，通過預先分析樓板受力特征來改進現有的預應力混凝土施工流程。在此基礎上，關于全面優化疊合樓板的總體受力性能仍然應當做到不斷進行施工經驗的歸納，從而保證預應力混凝土的疊合樓板能夠達到更好的施工性能與施工質量。