无梁楼盖沿对角线放置预应力钢筋受力性能试验研究

蒋峰　段真铭

摘要：从楼房的对角线方向放置预应力钢筋的无梁楼盖做了加载破坏试验，同时还从对角线放置预应力钢筋的无梁楼盖的荷载-应变关系曲线、荷载-预应力筋张拉力增量之间的曲线相关的内容通过试验分析得出，要让自然界的外力以最佳的方式传播，从楼房的对角线处放置预应力钢筋的无梁楼盖能保持卓越的受力性能。

关键词：对角线配筋；无梁楼盖；预应力钢筋

1、引言

随着城市化进程的加快，各种高层建筑孕育而生，出现了预应力混凝土无梁楼盖这种新的建筑结构方式，它突出的特点是可以根据建筑物的需要灵活的安排房间内部结构、扩大了建筑使用面积以及单间的层高得到控制，所以从对角线配筋预应力混凝土無梁楼盖解决了困扰建筑企业多年的问题。

力的传递通常最短的途径就是从对角线方向放置预应力钢筋的无梁楼盖布置钢筋，通过力的传递原理，把楼板荷载直接传递到房柱上，不再经过柱子上的暗梁进行力的转换，就可以向下传播，从而找到一种更直接的力的传播途径用实现荷载的方式传导出去。通过这种放置钢筋的方法能有效的降低楼板的跨中角度，减少使用预应力钢筋，为建筑企业节约了成本。

2、性能试验

2.1试验楼板的制作。在力的作用下，单板和连续板所承受的力量肯定不相同，因此，试验准备了两块楼板，一块板跨1000毫米，厚度50毫米，柱子的截面22500平方毫米，试验的另一块板是两跨连续板，每跨的具体尺寸同单板一样，钢筋分别从对角线260毫米的周围均匀放置，另外每个对角配7根强度最大的钢筋。

2.2加载方式。试验的板子尺寸小，可以用千斤顶来进行加载试验，分别在两块模板上加载16个分布均匀的点荷载，连续板由于活荷载所处的方位对它会有干扰，因此准备了4个千斤顶对它加载，依次为：从对角先两块板加荷2吨，然后卸载，再从单侧对两块板加载2吨，然后卸载，最后4个千斤顶一起加载，随着力量的逐渐递增，钢筋所承受的预应力就能测算出来了。

2.3测试的过程。试验开始后，可以通过电测和人工两种读数手段，对两块试验板递增荷载，每加一级荷载低于0.5吨，跟踪查看测试板的形状是否发生变化甚至出现开裂，到单板所受的荷载达到22.6，连续板荷载32.9的状态下，试验板已经有了小裂缝，这时，板的内力重新组合，而当单板的荷载达到89.167，连续板99.21时，缝隙不但变宽，为了试验的安全，可以卸除千斤顶，测试试验结束。

3、试验结果分析

3.1各测试点的挠度。在分析板柱的弹性时，最先要想到它的协调性，通过对称性来测试无梁楼盖的挠度大小是非常准确的，通过每增加一级荷载0.5吨的试验可以得出，在荷载不断递增的试验下，测试板跨中的挠度相应的递增，不过递增的速度很慢，原来传统的无梁楼盖放置预应力钢筋依靠预应力筋在房柱上的板里的暗梁与板面通过转换力的方式，荷载必须通过房柱上的暗梁来向下传递，这种传力途径不够快捷。而从对角线方向放置预应力钢筋解决了这个困扰建筑企业多年的技术难题，通过试验得出，从对角线方向放置预应力钢筋的无梁楼盖能够降低楼板的跨中挠度，通过分析得出，挠度相同的情况下，从对角线方向放置钢筋，预应力钢筋的数量能够大大降低，不但解决了预应力技术在建筑上的难关，更为建筑企业精简了开支，减少了建筑成本。

3.2预应力筋的应力幅度较快。通过试验结果可以得出，荷载较小的情况下，预应力钢筋在张拉力作用下增加速度很慢，显示垂直向上的态势，另外试验还看出，测试板在开裂前，预应力筋的张拉力已经有了很大的变化，比值提高很快，那么，随着荷载递增到一定程度后，达到了预应力筋所能承受的极值，荷载也到了极限。相反，传统的无梁楼盖配筋方式所显示的预应力筋张拉力比值测试板裂开前都比较低，一直到开裂以后，预应力筋张拉力比值快速递增，通过试验比较得出，从对角线放置预应力筋的方式，在荷载不断递增的条件下，它所承受的张拉力不但时间短，而且递增快。

3.3预应力筋作用性能大。通过试验可以看出，负荷递增的情况下，各测试点的变化呈现一定的规律，从中得出点的荷载-应变关系，在跨中的地方，从对角线的位置应变递增的很快，可以看出沿对角线方向的预应力筋所受的荷载较多，房柱两端的弯矩没有什么的改变，而跨中弯矩和从对角线位置的中间地方所受改变比较明显，因此得出，在荷载递增的条件下，预应力筋所发挥的作用就越大。

3.4荷载同应变关系密切。试验中，荷载不断递增，测试点在靠近房柱两端的地方，应变值在荷载的递增下，很快就升高了，另一个方向则呈现相反的结果，应变在荷载小的时候，递增很慢，甚至在荷载递增的情况下，应变值呈现下降的态势，这表示此处是房柱主要受力的地方，随着荷载的递增反而出现了应变值下降的趋势，因此房柱柱弯位置对弯矩的影响不大，但跨中弯矩同对角线方向的中间地方的弯矩承受荷载较大，在荷载的递增下，对角线位置所受力递增的位置，从对角线安排的预应力筋能承受的作用很大，把预应力筋按对角线的位置符合内力承受的递增，也在情理之中。

3.5开裂荷载和极限承载力较高。试验结果显示，测试单板的荷载在22.6，连续板在32.9的时候，测试板有小的裂纹产生了，纹路从板的跨中往屈服线的位置展开，并且裂纹纹路小但分布均匀，通过应变值分析得出，当时测试板里的内力不断重新布置，单板已经89.167，而连续板到达了99.21，这时的纹路虽然比较宽，由于结构比较均匀，因此单板有荷载109.9都没有裂开的最高记录，所以，从对角线配筋无梁楼盖的荷载耐受力是相当高的。

4、结语

4.1和传统的预应力筋的放置方式和对角线放置预应力筋的无梁楼盖对比来看，后者的跨中挠度要低很多，它不但节约了预应力筋，还增强了楼房结构的稳定和强度。

4.2预应力筋按对角线放置，它的抗张拉力给楼房分担了很大的荷载，也有效的解决了困扰建筑企业多年的技术难题。

4.3在对角线放置预应力筋的无梁楼盖的受力性能试验里分析得出，分别平行于房柱轴线的两条垂直线作为屈服模式，单板和连续板对称的位置就是板的中心线所在的位置，不对称的就朝连续板的一侧偏移。

4.4对角線位置放置预应力筋同传统的放置方式相比，最大的优势在于能够在节约预应力筋的同时，还能有效的降低建筑物的挠度，为建筑企业提高了经济效益。

4.5很多的建筑企业在项目的实际操作中，往往还要综合考虑建筑当时所处的结构和水平荷载下的建筑受力情况，有的放矢的开展无梁楼盖的工作。

参考文献：

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