四边简支PK 预应力混凝土叠合楼板受力性能分析及应用

康朝阳

(河南省第一建筑工程集团有限责任公司，河南郑州 450000)

0 引言

PK预应力混凝土构成的叠合楼板包含后浇混凝土以及预应力混凝土的两个关键部分，并且运用叠合带肋底板的方式来进行制作。与平面形状的楼板相比，带肋的混凝土底板具有较大的外部刚度，因而便于运输与制作生产。从当前现状来看，此类叠合楼板已经能够运用在整体装配式的建筑施工中［1］。通过分析叠合楼板的具体受力性能，可以判断出四边简支结构的叠合楼板能够体现受力均衡的优势，确保达到节约工期以及简化施工操作的效果。

1 四边简支PK预应力混凝土叠合楼板的基本受力性能

1.1 关于叠合楼板的开裂荷载

混凝土楼板一旦表现为开裂的情形，那么楼板内部将会进入水分或者空气。因此，楼板裂缝将会间接造成楼板内部的钢筋锈蚀，并且影响到楼板的坚固性与稳定性。为了切实保证混凝土楼板能达到良好的结构耐久性，则需要运用抗裂计算的方式，确保能够算出精确的楼板荷载［2］。

具体在实践中，关键在于楼板开裂标准的确定。例如针对双向楼板的配筋叠合板而言，开裂荷载主要存在于拼接钢筋的特殊部位。因此楼板一旦表现为开裂现象，那么对于最大荷载应当限定于避免构件开裂的极限荷载［3］。此外，对于混凝土楼板如果设计为配筋与单向板的构造，那么不需要计算开裂荷载。这是由于，开裂的拼接缝并不会直接影响到整个楼板的耐久性。经过分析可见，楼板开裂荷载主要受到如下的要素影响:

首先是预应力的具体数值。从延缓楼板裂缝的角度来讲，预应力可以起到最关键的作用。在此前提下，如果能做到有效增强预应力，那么针对楼板整体的抗裂承载力也能做到有效进行增强。具体针对外部的楼板荷载而言，关键在于抵消预应力，并且经过运算得出裂缝产生时的楼板抗拉强度［4］。对于双向板或者单向板而言，楼板配筋率都会明显影响到裂缝宽度与裂缝的长度。并且，裂缝在楼板中的具体分布位置也会受到配筋率的作用，进而表现为明显的裂缝分布差异。其次是楼板的配筋率。楼板配筋率如果具有较大的数值，那么裂缝分布将会较多体现为垂直的分布方向。对于叠合楼板来讲，此类楼板如果具有过大的配筋率，那么双向板的特征就会表现得较为明显。再次是拼接钢筋以及保护层的厚度。拼接缝构成了薄弱的楼板特殊部位，在多数情况下，拼接缝都会表现为最早开裂的情况。在此前提下，施工人员尤其需要做到格外关注整个楼板的拼接缝，从而运用相应的技术手段来处理拼接缝，最终达到保证楼板整体性、提高楼板坚固性与稳定性的目标［5］。

1.2 关于楼板的挠度计算以及刚度分析

从施工受力的角度来讲，对于叠合楼板主要应当关注两个不同阶段的楼板受力特征。通过全面分析楼板目前的基本受力特征，应当能够给出有关楼板挠度以及楼板刚度的详细分析。具体在楼板的第一个受力阶段中，叠合楼板本身具有相应的施工支撑，因此受力情况大体上不会出现明显的差异。在此前提下，关于计算第一阶段的楼板挠度与楼板刚度特征主要可以选择弹性计算的方式，确保能够算出现浇双向楼板的具体受力方向与受力特征，从而为后续的挠度与刚度计算提供参考。

然而到了第二个楼板受力阶段之后，叠合楼板由于失去了原有的混凝土受力支撑，因此将会表现为复杂性较强的楼板受力状态。在此阶段中，关于受力计算就要关注更多的楼板受力因素，确保能够将开裂荷载、楼板刚度、楼板承载力以及楼板挠度全面纳入目前的计算过程［6］。并且，对于带肋底板应当关注复杂的底板受力特征，在排除支撑作用的基础上给出精确的楼板受力计算结果。在进行叠合操作之前，首先应当算出楼板的抗裂性能，以便于为后续的楼板施工提供相应的支持。

与整浇板进行对比，钢混结构的楼板具有相似的楼板受力特征。但是实质上，钢混楼板由于存在较多的拼接缝，并且还会受到预应力的作用，那么将会表现为十分明显的受力性能差异。例如对于边界的楼板部位而言，该楼板部位承受了较大的平面作用力。在某些情况下，楼板受到外温变化的明显影响，那么很可能表现为楼板开裂的情况。具体在计算时，对于支座给楼板带来的阻碍作用也要进行适当考虑。

1.3 关于极限承载力的分析

预应力混凝土的叠合楼板应当确保符合最基本的极限承载力，通过判断楼板目前能够达到的极限承载力，应当能切实达到保证楼板安全的效果，并且对于楼板出现开裂的隐患与风险做到全面杜绝。由此可见，分析极限承载力对于保障楼板施工安全具有不可忽视的必要性。具体在分析基础性的楼板结构时，一般来讲都会用到弹性理论。但是楼板如果处于极限状态下，那么关于极限承载力则不再单纯适用于传统的弹性理论，而是有必要考虑更多的楼板受力因素。

预应力混凝土的多数叠合楼板都是运用高强度钢丝制成的，因此明显加强了预应力方向的叠合楼板基本刚度。但是对于垂直于楼板预应力的方向而言，很多楼板都会出现开裂现象，尤其是存在较多的拼接裂缝。楼板一旦表现为拼接裂缝的产生，则会明显削减混凝土楼板固有的刚度与强度。并且，对于双向叠合的特殊楼板构造，在计算极限荷载时还要考虑到正交构造给整个楼板带来的受力影响。经过反复的数值修正之后，最终确保给出精确程度较高的极限荷载运算结论。

由此可见，极限荷载力的计算过程具有较强的复杂性。对于以上的计算过程为了达到简化的效果，那么需要适当修正楼板内部出现严重裂缝的特殊部位。通常来讲，技术人员可以选择虚线用于表示以上的特殊受力部位，进而给出预应力方向以及塑性铰线之间的夹角。经过以上的计算方式，应当能够精确查找目前的楼板断裂带，然后运用相应的措施来进行修补。

2 具体的施工运用要点

2.1 全面分析楼板的受力特征

对于叠合楼盖的常用楼板结构来讲，此类楼盖结构应当包含高强混凝土、高强的预应力钢绞线与其他施工材料。因此与其他的楼板结构进行对比，可见叠合楼盖与楼板结构能够达到更高的整体强度。具体在楼板施工中，如果选择了叠合楼板作为基础的建筑楼板构造，则有利于建筑物自重的明显减轻，同时还能达到降低层高以及节省楼板成本的良好效果［7］。在目前的工程实践中，此类叠合楼板的特殊建筑构造表现为较好的施工推广意义。

叠合楼板不仅局限于简单的楼板受力构造，其受力特征具有明显的双向性。并且由于受到钢筋型号与种类、配筋率、勾缝砂浆与混凝土材质的影响，那么叠合楼板将会呈现较大的楼板构造差异。在此前提下，关于PK预应力混凝土的特殊楼板结构有必要分析楼板挠度与楼板刚度等基本的受力信息。通过计算楼板预应力的方式，应当能够给出楼板增加的刚度比例。因此经过以上的综合分析，可以判断出楼板刚度并不会受到预应力的明显影响。由此可见，楼板构件的开裂荷载与预应力之间呈现正比的关系。但是从整体角度讲，极限的楼板承载力并不会受到叠合楼板结构的明显影响。

2.2 重视楼板拼接缝的处理

叠合楼板存在明显的拼接缝，因而明显削弱了整体的楼板刚度，在此情况下将会出现楼板裂缝。通常来讲，最先呈现楼板裂缝的部位往往是预应力平行的方向，然后才会陆续出现倾斜的楼板裂缝。在楼板严重开裂的情况下，非预应力方向的平行裂缝也会陆续产生。楼板裂缝如果达到极为严重的程度(见图1)，那么塑性铰就会因此而形成，并且整个楼板呈现荷载极限的情况。具体针对极限的楼板荷载在进行运算时，关键在于修正目前现存的楼板角度。此外，对于折减与增加的楼板刚度系数也要运用在计算过程中。

2.3 确保楼板构造的安全与坚固性

图1 叠合楼板出现严重裂缝的现象

在目前的楼板施工操作流程中，关键在于总结楼板构造与楼板结构的布置情况，进而给出优化设计楼板配筋的方式。具体在施工中，叠合楼板如果未能达到最基本的预制强度，那么不应将其运用于现场施工，并且做到切实杜绝集中堆放叠合楼板的现象。这是由于，堆放叠合楼板将会造成冲击倒放的现象。从现状来看，施工人员就是要切实遵循现行的基本施工规则来全面完成楼板施工，确保楼板构造能够符合最基本的坚固性与安全性。

3 结语

经过分析可见，四边简支PK预应力混凝土叠合楼板整体上可以达到较好的楼板受力性能，进而达到简化施工操作以及保证楼板稳定性的效果。目前在施工实践中，关于以上类型的特殊预应力混凝土楼板已经能够做到灵活进行利用，通过预先分析楼板受力特征来改进现有的预应力混凝土施工流程。在此基础上，关于全面优化叠合楼板的总体受力性能仍然应当做到不断进行施工经验的归纳，从而保证预应力混凝土的叠合楼板能够达到更好的施工性能与施工质量。