预制楼板加固（深度案例分析）

一、引言

八九十年代，预应力混凝土空心板因其施工迅速，曾被广泛应用于大量工业与民用建筑中，为方便设计施工应用，曾有过专门的预应力空心板图集。但因为预制拼装结构抗震性能较差的天生缺陷，因而逐渐被取消而代之现浇楼盖结构。现在经常会在旧房改造加固工程之中遇到预制楼板结构，对其处理方式一般以拆除为主，但对于高层建筑，拆除并以现浇板取代的做法经济成本和时间成本均较大，此次卡本就来谈论一下适用于预制楼板的加固方法。




二、工程概况
该工程位于上海外滩，于1982年竣工。 原设计按74规范进行，为非抗震设防的钢筋混凝土框架剪力墙结构。楼盖体系采用预翻花篮粱、预应力空心板与整浇层结台的装配整体式楼盖。该建筑原为办公性质，现业主要将其改造为高档酒店。
针对该工程原有的结构特点，并考虑到其位于上海外滩交通繁忙之地，结构改造设计坚持以下的主导思想。1）减轻自重以及尽量采用干作业及施工简便的加固方式。具体措施包括内隔墙采用轻钢龙骨隔墙或轻质加气块，采用钢支撑而不是剪力墙的方式束改善结构的刚度，以满足现行抗震规范要求。2）尽可能保留预制楼板，减少结构拆除和改造的工作量，提高经济效益。



三、预制板加固
原预应力空心板为180mm厚．主要跨度为6.3m，由办公性质改为酒店性质后造成有些楼板需增设砖墙，因此需加固以提高预制板的承载能力。另外酒店增设了大量卫生间，而卫生间内均有台盆、座便、浴缸，均需留上下水管道孔，尤其是排水孔，孔径较大，约为150mm，穿过预制板时可能打断预制空心扳的板肋，造成承载力的削弱。针对上述特点，分为以下三种情况对预制板进行加固处理。

1、板跨中开洞及加固。原预制扳配筋为每肋一根直径14mm的冷拉纵筋，开洞最不利的情况为打断一根纵筋。跨中开洞按抗弯能力等强的原则进行粘贴碳纤维加固，详见图1。

2、板支座开洞及加固。板支座开洞削弱了板的抗剪能力，加同方式为在开洞周边范围的原空心板的孔洞内灌注高强灌浆料来补偿开洞造成的对板横断面的削弱，详见图2。

3、预制扳荷载增加的加固。因荷载增加造成板跨中弯矩的增加，抗弯能力补偿的原则进行粘贴碳纤维加固，详见图3。



四、预制板试验
1、概述：预应力空心扳加同前后结构性能试验由业主委托某检测站实施。试验方在施工现场对3种规格其12块(每种规格4块)预应力空心板进行了试验及检测。根据现场预应力空心板外形尺寸及配筋，按当时图集查得试件型号如表1。


2、试验方法：试验按均布荷载加载，力源采用25kg/袋的砂包。允许荷拽为PK，标准荷载为(PK+PA)。荷载试验时把加载区域分若干级，首次加载【（PK+PA）40%-PA】，持荷10分钟后加第二次，即标准荷载的60％，依此类推。荷载加至标准荷载的100％时，持荷30分钟，荷载加至标准荷载的187.5％后，如未发现任何破坏特征，可继续加载至标准荷载的200％，若仍来发现任何一种破坏特征，则中止试验。同时，在预制构件两端及中部分别布置一个百分表，每级加载结束后进行挠度测读，并检查构件的裂缝发展情况。每种规格的预制板分别分4种状态进行试验，详见表2。


3.试验结果：试验结果表明，

1）刚度：预应力混凝土多孔板在各允许荷载作用下，跨中最大挠度实测值在8.69~15.04mm之间，均小于L0/200=30.8mm。

2）抗裂性能：不开孔不加固的预应力混凝土多孔板(试件1#、5#、9#)，其抗裂性能在1.0~1.05之间；端部边肋开孔加固的预应力混凝土多孔板(试件3#、7#、11#)，其抗裂性能在0.9~1.05之间；跨中中肋开孔加固的预应力混凝土多孔板(试件2#、6#、10#)，其抗裂性能在1.2~1.3之间；不开孔加固的预应力混凝土多孔板(试件4#、8#、12#)，其抗裂性能为1.10(允许荷载900kg/m2)；抗裂系数均小于0.7。

3）裂缝宽度：不开孔不加固的预应力混凝土多孔板(试件1#、5#、9#)在标准荷载130%~150%之间作用下，裂缝宽度达0.2mm；端部边肋开孔加固的预应力混凝土多孔板(试件3#、7#、11#)在标准荷载140%~150%之间作用下，裂缝宽度达0.2mm；跨中中肋开孔加固的预应力混凝土多孔板(试件2#、6#、10#)在标准荷载180%~200%之间作用下，裂缝宽度达0.2mm；不开孔加固的预应力混凝土多孔板(试件4#、8#、12#)在标准荷载200%作用下(允许荷载900kg/m2)，其裂缝宽度分别为0.15，0.2，0.15mm，均小于或等于0.2mm。

4）强度：不开孔不加固的预应力混凝土多孔板(试件1#、5#、9#)在标准荷载160%~180%之间破坏；端部边肋开孔加固的预应力混凝土多孔板(试件3#、7#、11#)，在标准荷载160%~180%之间破坏；跨中中肋开孔加固的预应力混凝土多孔板(试件2#、6#、10#)在标准荷载200%时未破坏；不开孔加固的预应力混凝土多孔板(试件4#、8#、12#)在标准荷载200%时未破坏(允许荷载900kg/m2)。

试验得到各预应力多孔扳的荷载，挠度曲线如图4—6



五、结语
板底粘贴碳纤维可以大幅改善预应力混凝土多孔板的性能，无论是抗裂性能还是承载能力均能得到大幅提高，但此种方法也存在很大局限，一旦预制楼板内部受力钢筋出现大量破坏，就需要根据实际情况去确定合理的加固方法。粘贴碳布相比于在预制板孔洞内灌浆的方法无论是在提高抗裂能力和承载能力方面都具有明显优势，相信在不久的将来，新型加固材料的产生，能完美的解决预制楼板的加固问题。