【摘要】文章主要是对现浇预应力空心楼板的方案进行了比较与施工方法进行详细的分析，供同类工程参考。
【关键词】现浇预应力混凝土；空心板；设计；施工
1 引言
为了满足建筑物的大跨度要求，目前做法有：采用混凝土或预应力混凝土框架梁、井字梁、密肋梁等；采用大跨度预应力混凝土空心楼板体系。大跨度预应力混凝土空心楼板体系是一种新型的结构形式，从制作工艺和施工方法上，可分为先张预制预应力混凝土空心板和后张现浇预应力混凝土空心板。前者就是SP板，引进美国技术生产，最大跨度达到18.6m，具有工厂化生产、质量易控制、机械化程度高、现场湿作业少、施工周期短等特点，目前在我国已得到应用，但其局限性也限制了其推广。后张现浇预应力混凝土空心板体系借鉴了预制构件和现浇结构的优点，具有良好的使用功能，加上设计简便、施工方便等优势，预计这种楼板体系有广阔的市场前景。
某大楼1至3层局部拟作为公共场所，需要19.5×32.5m的一个大空间，板面恒载3Kn/m2，板面活载4.5Kn/m2。经过仔细比较，决定采用现浇预应力空心楼板体系。本文根据工程实践，从设计和施工等方面介绍了现浇预应力空心楼板体系在工程中的应用。
2 施工方案比较
2.1 传统框架梁或井字梁方案。梁高需做到跨度的1/8~1/15。这种做法的结构部分特别是梁会占用一部分层高，由于规划部门对本工程总体高度有严格限制，采用这种做法不合适，况且这种做法会增加竖向受力构件的自由长度，对受力不利。
2.2 普通混凝土平板方案。板厚需做到板跨的1/40~1/35，且跨度受到限制，一般不超过7m。随着跨度的增加，需要增加板厚来解决刚度问题，结果造成自重增加，对结构受力不利。
2.3 非预应力空心楼板体系。板厚需做到板跨的1/30-1/35。采用空心楼板技术，折算板厚有所降低，但随着跨度的增加，存在同普通混凝土平板一样的问题。
2.4 现浇预应力平板方案。预应力混凝土单向板板厚可取为跨度的1/45~1/40，适用跨度一般不超过10m。跨度如继续增加，为了满足构造要求，板厚度降不下来，相应的自重增加，预应力筋和普通钢筋用量增加，造价提高，体现不出预应力技术的优越性。
2.5 SP板方案。采用SP板可以解决跨度大的问题，但目前成批生产的SP板最大跨度小于19.5m。本工程周围建筑密集，施工场地狭小，不允许大型施工机械通过，SP板方案不合适。
2.6 现浇预应力混凝土空心楼板体系。采用现浇施工方法避免了预制构件的运输问题，板的整体刚度较好；采用预应力技术有效改善了板的抗裂、变形和受力性能；采用空心楼板可使折算板厚降低，减小楼板自重。采用现浇预应力空心楼板体系使整个建筑的使用性能大为改善。
由于本工程楼板短向跨度达19.5m，经过以上多种方案比较，决定采用现浇预应力混凝土空心楼板体系。
3 相关参数
3.1 板厚的确定。现浇预应力空心楼板板厚可做到板跨的1/35-1/45左右，由于采用空心楼板技术，其折算板厚将更小。
3.2 孔隙率。为了达到较好的效果，建议孔隙率控制在30%~45%，不宜低于30%。
在现浇预应力空心楼板的施工中，如何实现空心是非常重要的一个环节。空心管管材应具有一定的强度、刚度，保证在施工过程中有一定的耐破损能力和抗变形能力。同时空心管管材在混凝土浇筑过程中可以兼做小肋的侧向模板。由于空心管管材属一次性材料，其造价要进行控制，不能太高。本工程楼板跨度19.5m，板厚取500mm。空心管直径380mm，肋宽180mm，孔隙率40.5%。
3.4 设计方法
空心管在板中单向连续布置，故可按单向板模型进行计算。计算单元选取相邻两个空心管中到中的一条板带，按相应的截面尺寸计算几何参数和受力。为了计算方便，先将圆孔按面积相等、形心轴位置不变、对形心轴惯性矩不变，即按等面积、等刚度原则等效成矩形孔，再将计算单元简化为工字型截面。需依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002及相关的设计手册分别对正常使用极限状态和承载力极限状态进行抗裂、变形和承载力计算，计算结果同时要满足构造要求。根据板端的约束情况，将支座约束简化为简支或考虑边梁的抗扭能力。根据不同的支座约束情况，选取不同的内力系数。
σck-σpc≤ftk；σcq-σpc≤0σck、σcq―荷载效应的标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；
σpc为扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力；ftk为混凝土轴心抗拉强度标准值。
抗裂按二级控制，即一般要求不出现裂缝。根据工程经验，一定程度放松规程要求。根据《无黏结预应力混凝土结构技术规程》（JGJ/T92-93）的规定，对无黏结预应力混凝土平板，混凝土平均预压应力不宜小于1.0N/mm2,也不宜大于3.5N/mm2，当张拉长度较短，混凝土强度等级较高或采取专门措施时，最大平均压应力限制可提高。
预应力筋采用高强低松弛钢绞线Фj15，抗拉强度标准值fptk=1860N/mm2。普通钢筋采用二级钢筋，直径20mm。预应力筋由抗裂要求确定，并满足规程要求。普通钢筋根据承载力计算，并满足预应力度不超过0.7。经过计算，本工程中每个计算单元配5束预应力筋，预应力筋在板肋内集中布置，板上部配4根普通钢筋。
5 构造做法
板端：每个计算单元内所配的5束钢绞线集中布置在小肋内，在张拉端和固定端存在较大的应力集中，需要有足够的截面和长度实现应力的扩散，使预加力传至计算单元整个截面。另外由于计算模型按单向板考虑，板端剪力较大。考虑上述要求，需在板端做一定长度的实心区，该实心区域一般不宜小于50cm。管间小肋：小肋中混凝土侧向约束性能较差，而此处又是受力的主要部位，需要配置构造钢筋，构造钢筋既可约束肋梁内混凝土，又可作为空心管的定位钢筋。
6 施工方法
现浇预应力空心楼板的施工流程：支板底模，放样，标出肋梁、空心管的位置，板肋钢筋的位置；铺放板底铁钢筋、底铁分布钢筋；铺设空心板肋梁骨架钢筋及构造钢筋；放置预应力筋马凳、铺放预应力筋、张拉端节点安装；铺放、固定空心管；水电管铺设、安装；铺放板上铁钢筋；支侧模、端模；隐检验收、浇筑砼；砼达到设计强度，张拉预应力筋并进行张拉端端部处理。与一般预应力板比较，现浇预应力空心楼板增加了空心管布置、肋梁绑扎工序，加上各种工种相互交叉，为了保证施工质量和施工的顺利进行，施工前需进行详细的技术交底。
合格的材料是确保工程质量的基础，要严格控制材料质量。为了保证工程质量，在钢绞线和锚具进场使用前除了由生产厂家提供质量合格证明外，还按国家规范规定进行复检，合格后方可使用。本工程中钢绞线采用1860级高强低松弛钢绞线，抗拉强度标准值fptk=1860N/mm2,直径15.24mm。锚具必须采用国家一类锚具，锚具质量符合GB50204-92的有关规定。固定端采用挤压锚，张拉端采用单孔夹片锚。在施工过程中遇到空心管破损或无黏结预应力筋外皮破损应及时修补或替换。
本工程中板跨度达到19.5m，是目前采用此项技术的工程中跨度最大的。经过认真设计和施工，现浇预应力混凝土空心楼板在本工程中取得了圆满成功，达到了预期效果。通过本工程中现浇预应力混凝土空心楼板的成功应用，可得到以下结论：
6.1 现浇预应力混凝土空心楼板良好的使用性能为建筑布置的灵活性、多样性提供了一种全新的选择，适用于具有大开间、大跨度的公共建筑、民用建筑、轻型工业厂房中跨度在9~25m之间的楼板。
6.2 简洁方便的设计和施工方法为此种体系的实施提供了保证。
6.3 在空心管间的小肋中加构造钢筋，这样做既有利于改善小肋的受力性能，又方便了空心管定位，同时提高了板的抗冲切和抗剪性能。
6.4 现浇混凝土空心板的抗浮问题需引起重视。在混凝土浇筑过程中，会产生比较大的浮力，可能造成楼板上浮。为了避免对工程质量产生不利影响，在现浇混凝土空心板施工过程中需采取严格的措施固定空心管（钢筋网）以解决抗浮问题。
6.5 现浇预应力空心楼板体系将具有广阔的市场需求。
