LPM现浇预应力混凝土空心板实验学习报告

2008年3月14日下午，依据本院工作指导、由总工王昌兴安排，本院结构室结构设计人员四人全程观看了清华大学结构实验室进行的“LPM现浇预应力混凝土空心板试验”，试验共进行了4个小时。

LPM现浇预应力混凝土空心板技术是由清华大学和北京东方京宁建材科技有限公司开发的，该种楼板具有混凝土用量少、结构自重轻等特点，楼板空心率为30~65%，高于常规预制空心板，其空心部位采用轻质多孔材料，每平方米所占重量仅3~10kg。由于采用现浇方式，预应力钢筋可以根据工程特点，设置成双向或单向预应力受力体系，并与主体结构有可靠的连接，在地震作用下性能优于预制板。

该试验的目的是考察LMP预应力空心板的综合承载能力，及在反复加荷情况下，楼板变形情况。试验实体尺寸采用平面8.48X8.48米，板厚0.2米的现浇空心板，其现场照片见图一，板周边采用240厚砖墙支撑，板跨双向净尺寸为8.0米。

图一

该试验的加载采用点式加载方法，加载位置见图二，其中300见方的钢板为板面着力点，共16个着力点，每个点按等效分布原则其受力面积为2.0X2.0米，每个千斤顶通过四个着力点施加荷载，所占面积为16平米，因此液压机施加压力值与楼面等效均布荷载的关系为：楼板等效均布荷载=液压机压力数值/16平米，另外液压设备自重相当于均布荷载值为0.39kN/m²。为确保荷载是竖向传递，钢梁在钢板上采用三角体支撑和圆柱体支撑，这样不会产生弯矩和水平力作用。

图二

该实验的加载方案详见图三、四，楼板自重约为3.5 kN/m²，在扣除板自重情况下，该板的设计荷载为：永久荷载标准值为3.5 kN/m²，可变荷载标准值为2.5 kN/m²，这些荷载的标准组合设计值为6.0kN/m²，对应液压机数值为96 kN；这些荷载的基本组合设计值为7.7kN/m²，对应液压机数值为123kN；图中给出的液压机数值220123kN，为该板块理论上承载极限值。

　　
图三

图四

该楼板的配筋方案详见图五，普通钢筋采用二级钢圆10-200双层双向布置，预应力钢筋每个方向采用6根1U15-1100，预应力锚具按两个方向布置并张拉，所以在图一所见一侧只能看见三个锚具。

图五

针对上述条件，我们用普通楼板四边简支计算了一下，即楼板上布置永久荷载准值为3.5 kN/m²，可变荷载标准值为2.5 kN/m²，按弹性计算时，板底配筋面积为870mm²，按塑性计算时，板底配筋面积为770mm²，而试验中板普通配筋仅为构造配筋。　　

以下图片为各阶段板中心荷载－竖向位移表现图，其中图表中竖向坐标为液压机荷载值，横坐标为竖向位移值；左边数字中，第一排数字为液压机荷载值，第二排数字为竖向位移值，第三排数字为普通钢筋拉应变值，第四排数字为预应力钢筋拉应变值；本试验液压机最终加载值为272 Kn，对应的中心点最大竖向位移为127毫米，可以明显地看到板面凹曲，但在荷载撤下后，板顶弹回，残余变形在50毫米，由此可见预应力在这起了很大的作用。