预应力空心板在石嘴山市水上健身中心工程中的应用

蒋宁平（宁夏建筑设计研究院有限公司，银川 750002）

预应力空心板在石嘴山市水上健身中心工程中的应用

蒋宁平
（宁夏建筑设计研究院有限公司，银川 750002）

本文以石嘴山市水上健身中心工程为例，比较了井字梁方案和预应力空心板方案的的经济性能，最后总结了水上健身中心采用预应力空心板的优越性。

预应力空心板；井字梁结构；有粘结；无粘结；优越性

1　工程概况

石嘴山市水上健身中心工程总建筑面积为33866m2，地上六层，地下一层，建筑总高为23.7m。该工程一层设有17.7mx42m的游泳池，四层D-J/1-5轴、五层D-J/1-5轴、六层D-J/1-5轴和屋面层D-J/1-5轴处为游泳池上空，结构宽度为17.7m，长度为42m，属于大板结构，楼面做法为4.0KN/m2，楼面活荷载为4.0KN/m2，不人屋面活荷载为0.5KN/m2。该区域原设计方案为井字梁结构方案，其井字梁尺寸为400mmx1300mm，楼板采用100mm，建筑设计层高为3.8m，若采用井字梁方案结构层净高仅为2.6m，不能满足使用功能的要求，同等条件下采用预应力空心板方案空心板板厚仅为500mm，这样室内净空高度比井字梁增加了800mm，所以为了有效的降低梁板结构高度，增加室内净空高度，其结构形式采用专利技术“LPM轻质材料填充空心预应力混凝土楼盖结构技术”，在该专利下，从经济性、安全性、可靠性和施工工艺便捷性等多方面进行综合比较，最终确定了大跨度预应力空心楼板结构。

2　不同方案下结构选型

2.1大跨度预应力空心楼板方案

本工程预应力空心板厚度按板跨度的1/35取，采用500mm，柱上设置500mmX500mm的暗梁，在空心区域分别安装尺寸为1000mmX1000mmX360mm的轻质管组合块或填充箱，因为此块板为长宽比较大，所以横向轻质管组合块或填充箱间距设的较宽为150mm，纵向肋梁宽度设的较小为120mm，在填充材料之间分别形成尺寸为150mmX500mm和120mmX500mm的肋梁。空心板上、下翼缘厚度都为70mm，形成了工字型截面，空心区内体积空心率为50%，混凝土折算厚度250mm。此外，由于在板的四周及柱子边上剪力较大，在板的四周设置了实心区。混凝土强度等级C40。预应力筋为1860级低松弛无粘结钢绞线，本工程预应力空心板为单向板，短向内力较大，从结构的可靠性而言，有粘结预应力显然是胜过无粘结预应力；因此本工程短向采用有粘结预应力筋，长向采用无粘结预应力筋，预应力筋分别布置在柱上的暗梁和填充材料之间的肋梁中，每道暗梁中配2-5束有粘结预应力筋，短向每道肋梁中配1-7束有粘结预应力筋，长向道肋梁中配1-2束无粘结预应力筋。

本工程中采用专利“一种填充棒与填充箱混合使用的空心板”的技术［1］，其轻质填充材料也采用具有专利技术的“一种带加强层与漏浆孔的发泡材料填充箱”（ZL201010554837.2）［2］。

2.2井字梁方案的基本情况

混凝土强度等级C30，梁中受力钢筋为Ⅲ级钢，板中受力钢筋为Ⅰ级钢，箍筋和分布筋为Ⅰ级钢。横向设19道梁，纵向设3道梁，将17700x42000mm的大板分成80块2100x4425mm的小板。梁尺寸为400x1300mm。小板厚100mm，两方向上铁都为Φ8@150，下铁都为Φ8@200。

2.3不同方案的经济性比较

表1统计出了两个不同方案所用各种材料的用量，按照市场综合单价计算总价。本表中只统计了两种方案中用量不同的材料，在房屋净高相同的情况下，井字梁方案的层高比预应力空心板高800mm，所以井字梁方案中普通钢筋总量为楼板本身所用钢筋量与增加的800mm高柱子所用的钢筋量，混凝土总量为楼板本身所用混凝土量与增加的800mm高柱子所用混凝土量的和，填充墙和外立面装饰为增加的800mm高填充墙和外立面装饰所用材料。

表1　方案造价比较（单块板在同净高的条件下对比）

从表1中的数据可以看出，该工程采用预应力空心板方案单块板的造价为465870元，而采用井字梁结构方案单块板总造价为624167元，与井字梁结构方案相比，预应力空心板结构单块板造价降低近16万，每平方米降低造价213元，本工程四层共四块预应力空心板共节省约64万。同等条件下采用预应力空心板还能够减轻结构自重，减少基础混凝土用量，降低基础造价，增加结构的抗震能力，而且采用预应力空心板取消吊顶后装修可以更简单，每平方米可以降低造价20-50元。预应力空心板结构净空可以提高800mm，在不增加层高的前提下提升建筑的品质。同时与井字梁方案相比，空心板结构一些管线可以直接走板内，更方便管线安装。空心板结构可以大大减少了模板的用量，而且支模的工作量也减少，每个标准层至少可缩短一天的工期，这些费用都不再计算之内，而且采用预应力空心板方案每层可以节省800mm高度，本工程预应力空心板共四层，这样在每层室内净高相同的情况建筑总高度降低了3200mm，相当于一个标准层的层高。同时与井字梁方案相比，轻质填充的空心板结构提高了板整体隔音效果，有效降低了上下层见噪音的传递。隔热能力也大大提高，有利于建筑节能。所以预应力空心板与井字梁方案相比存在很大的优越性。

3　结论

基于结构优化，也即结构选型采用大跨度预应力技术，重点对对空心板方案进行优化，采用了一些创新的方法和工艺后，降低了工程造价，让施工过程变得简单，方案实施后，增加了建筑物净高，取得了良好的综合效益。

［1］徐焱.一种填充棒与填充箱混合使用的空心板［P］.发明专利ZL201010560553.4

［2］徐焱.一种带加强层与漏浆孔的发泡材料填充箱［P］.发明专利ZL201010554837.2

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

蒋宁平（1964-），男，宁夏银川人，工学学士学位，高级工程师，主要从事建筑结构设计与管理工作。