关于预制板构件的再校核

新设计项目与鉴定加固项目中经常会涉及预制构件,即便依据的图集在手,是否有必要做进一步分析,以下对其展开研究。

新设计项目可能遇到的情况:标准、规范在执行过程中牵扯到修订,但是最新的预制构件图集采用的规范可能是刚刚被更新的旧版,譬如设计一个项目按照最新标准、规范采用提高后的荷载分项系数,但是采用的最新预制构件图集依据的旧版规范,分项系数尚未提高,直接使用这本图集选择构件肯定不合适,这就牵扯到构件的换算代替或者设计干预预制构件生产,以使本项目采用的预制构件满足最新规范要求,保证整个项目可靠度水准的统一。

列举一个不是非常恰当的例子,2022年设计一个冷库,所有标准规范依据最新版的,屋面采用预应力混凝土双T板,《预应力混凝土双T板》(18G432-1)为2018颁布的图集,《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2018)2019年4月1日起执行,一开始就有这方面的顾虑,后来仔细阅读图集,多亏其有前瞻性将分项系数提前调整成1.3与1.5,才避免了这个问题,可屋面恒荷载一般会比楼面恒荷载荷载大,也得进行预制构件的校核,并采取限制荷载、按照更大跨度选择构件或者直接调整设计定制化生产的措施保证安全性。

鉴定加固的项目可能遇到的情况:既有建筑的鉴定应同时进行安全性鉴定和抗震鉴定,关于抗震鉴定的要求,针对后续使用年限30年的建筑(A类建筑),通常指《建筑抗震设计规范》GBJ11—1989版设计规范正式执行前设计建造的房屋,其鉴定要求基本保持《建筑抗震鉴定标准》GB50223—1995版对这一时期设计建造的房屋有关规定,也就是功能不变的前提下,历史建筑满足历史规范即可。

但是安全性鉴定,构件承载力等级的评定,需要用R/roS,即抗力设计值与作用效应设计值的比值。我们知道构件设计在《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)、《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89)执行之前采用安全系数法,之后采用分项系数法,按照安全系数法设计的非抗震构件,进行安全性鉴定时如何把控,后期使用荷载标准值(恒载与楼面活荷载)如何限定,是一个容易被忽视的问题。鉴定环节往往忽略预制板安全性鉴定,改造加固设计也缺失此分项的准确校核,并给出合理的荷载限值。

以下拿某一工程为例进行分析。经查阅图纸,项目为底部框架抗震墙砌体结构,设计于1991年,满足当时规范《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89),楼层板采用预制板,采用《空心板通用图集》(LG231),这本图集印制于1979年,想必生产厂家不会及时找人重新进行复核对设计做出调整再生产,况且构件库存货也会牵扯到这种情况。鉴定报告缺项预制板安全性鉴定。现以开间3.6米楼面板采用的AYKB36-3e为例进行预制板核算。

以原设计采用的AYKB36-3e为例,先了解编号说明(图一)。

图一空心板编号说明

说明板厚115mm,预应力空心板,荷重300kg每平,板宽750mm

对应不同板厚情况下的标准荷重见图二。

图二不同板厚情况下的标准荷重

根据折算板厚(包括扦缝)72.7mm,只考虑20mm的抹面,自重每平方米,0.0727x2500+0.02x2100=224Kg

单位宽度板带内力标准组合值计算:

(1/8)x(224+300)^2=802.4

预应力空心板设计采用的安全系数为1.9,采用的冷拔低碳钢丝见图三,

图三图集中对冷拔低碳钢丝强度标准值描述

预应力空心板配筋情况见图四

图四预应力空心板配筋

按照简化算法,极限抗弯承载力标准值:7000kg/^(-2)/0.75=1470

0.75为板宽,

安全系数1470/802.4=1.832

若按照分项系数法,荷载分项系数恒载1.2与活载1.4

参照《混凝土结构设计规范》条文说明,预应力钢丝抗力分项系数取值1.5,7000kg/cm2=686MPa,得到预应力钢丝抗拉强度设计值458MPa。

内力设计值:(1/8)x(1.2+1.4x3)^2=10.55

抗力设计值:458/0.75x10^(-6)=9.618较内力设计值小,不满足,

取抗力设计值=内力设计值,换算得到活荷载标准值2.5665。

原预制板结构20mm厚抹面在自重中考虑,顶棚抹灰就把这一部分用完,若不进行加固,只能在活荷载标准值2.5665上做文章,结构专业必须杜绝增设地暖方案,且限定楼面房间功能类别,保证增加的面层荷载与楼面房间功能活荷载标准值不超。若加固按照最新的荷载分项系数恒载1.3与活载1.5,允许的楼面活荷载标准值会更小。假如控制预算,板不做加固的情况下,限制会非常多。这一点鉴定、加固环节都要引起重视。

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