​1、工程概况

随着江苏开来预应力工程有限公司专利“有粘结预应力板”技术在房屋建筑中被广泛应用，有粘结预应力板能不能开洞成为业主最关心的话题之一，因为无粘结预应力板显然是不利于开洞的，所以很多业主以为只要是预应力的板都不利于开洞。其实，有粘结预应力板由于预应力钢绞线被灌浆，与混凝土结成为一个整体，因此从受力上来说是不会有任何强度及安全性问题的，也不可能像无粘结预应力那样存在任何不良效果与后遗症。另外，一些专家也提出问题，采用板壳有限元理论设计的梁板结构，会不会对开洞受力敏感，即开洞以后板的传力途径的变化，会引起周边梁板等结构内力剧烈变化。为了释疑以上问题，以我公司设计的苏州诚来智项目塔楼第5标准层为例，江苏开来预应力工程有限公司运用“有粘结预应力板”专利技术进行设计，采用SAFE有限元软件建模考虑楼板有无洞口情况下，观察研究梁板实际内力与配筋的变化。

X向主扁梁500mmx350mm，800mmx450mm，X向次扁梁400mmx350mm，Y向主扁梁650mmx350mm，800mmx450mm，板厚120mm，柱子尺寸900mmx900mm，柱间距8.4mX8.4m，C40混凝土。本工程采用1x7股有粘结钢绞线（基本参数为As=140mm²；f_ptk=1860MPa；σ_con=0.7f_ptk=1302MPa)；普通钢筋选用三级钢，fy=360Mpa。

图1.1 楼板无洞口时的结构图

开洞洞口位置如图1.2中红色圈所示。

图1.2 楼板有洞口时的结构图

2 设计方案

2.1 设计方案制定原则

本工程预应力设计方案遵循以下原则：

在现有技术基础上，用最经济的手段来获得预定条件下满足设计所预期的各种功能的要求，包括安全性、适用性、耐久性。

2.2 设计依据

1、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

3、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010

4、《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224-2003

5、《预应力混凝土结构抗震设计规程》JGJ140-2004

6、《后张预应力混凝土结构施工图表示方法及构造详图》06SG429

2.3 设计软件的选择

我司采用的是美国CSI公司开发研制的ETABS系列的SAFE软件，它将有限元分析理论完整的应用到结构分析设计过程中，分析结果经多次设计及施工实践证明其更接近实际受力情况，是一种分析和设计楼板的强有力的工具。

3 配筋结果

4 实际配筋对比分析

4.1 洞口附近梁板弯矩对比

图4.4 有洞口时CSA弯矩图

图4.5 无洞口时CSA弯矩图

图4.6 有洞口时CSB弯矩图

图4.7 无洞口时CSB弯矩图

图4.8 有洞口时CSNB弯矩图

图4.9 无洞口时CSNB弯矩图

图4.10 有洞口时MSA弯矩图

图4.11 无洞口时MSA弯矩图

图4.12 有洞口时MSB弯矩图

图4.13 无洞口时MSB弯矩图

由以上有限元分析结果可以看出，开洞以后周边梁板的内力有一些变化，但是变化幅度较小。

4.2 配筋面积对比分析

图4.14 板编号图CSA1-2

（1-板带编号，2-板带截面编号，截面编号顺序：X向从左往右，Y向从下往上）

X向梁、Y向梁:洞口周边梁配筋面积无显著变化。

X向板跨中板带:

1号板左支座（MSA5-5）配筋面积由416mm²降为369mm²，1号板右支座配筋（MSA5-7）面积由552mm²升为558mm²，跨中（MSA5-6）不变。

2号板左支座（MSA4-5）配筋面积由514mm²降为462mm²，2号板右支座（MSA4-7）配筋面积由738mm²降为336mm²，跨中（MSA4-6）配筋面积由200mm²降为177mm²。3号板左支座（MSA3-3）配筋面积由552mm²降为514mm²。

3号板右支座（MSA3-5）配筋面积由649mm²升为692mm²，跨中配筋（MSA3-4）面积由179mm²降为170mm²。

Y向板跨中板带：

1号板上支座（MSB11-3）配筋面积由588mm²降为548mm²，2号板下支座（MSB11-1）配筋面积由526mm²升为570mm²。

Y向板柱上板带:2号板下支座（CSNB21-1）配筋面积由465mm²降为400mm²，1号板上支座（CSNB21-3）配筋面积由547mm²降为527mm²，4号板下支座（CSNB23-1）配筋面积由617mm²降为591mm²。

综合以上结果，开洞以后因为卸载作用，板配筋大部分反而减少，很小的部分略有上升，梁配筋没有变化。

5 预应力结构的优势

1）降低结构层高

采用预应力结构可显著降低结构截面高度，从而在保证净高不变的情况下，降低层高。

2）具良好的经济性，节约材料，降低建造成本

对适合采用预应力技术的混凝土结构来说，预应力混凝土结构相对普通混凝土结构节省20%~40%的混凝土和30%~60%的纵筋钢材。对于大跨度、承受重荷载的结构，预应力可以有效提高结构的跨高比限值，其经济性能更加显著。

在相同净高的情况下，采用预应力方案后，可降低层高，减少周边墙柱的钢筋及混凝土用量，亦可抬升底板高度，减少水浮力、土方开挖量、减少基坑支护和墙柱的钢筋及混凝土用量等，综合经济效益非常显著。

3）具有良好的裂缝闭合性能与变形恢复性能、防水性能好

楼板设计采用有粘结预应力板结构后，楼板具有优越的防水性能，施加了预应力的楼板，由于较大的预压应力持续的存在, 楼板的抗裂度大大提高，且楼板的钢筋和混凝土用量降低。

无数工程证明，采用预应力技术后的构件几乎不出现裂缝，同时，其防水效果显著。

6 方案建议

由以上分析可得如下结论：

1、预应力优化设计时，板中开洞对梁板配筋无显著影响，配筋面积无较大变化。即采用板壳有限元理论设计的结构对开洞影响很小，可以在后期加固设计时予以调整。

2、以上结论为参考意见。

                    江苏开来预应力工程有限公司