预应力张拉混凝土结构幕墙埋件设计研究

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摘要：本文简要介绍了目前大型混凝土结构中长用的预应力混凝土结构幕墙埋件的设计的注意事项，技术难点、重点的简要分析。

关键词：幕墙埋件；预应力混凝土

中图分类号： TU37文献标识码： A

就一般的幕墙工程来说，由于工程中标后混凝土主体结构已经开始施工，所以在幕墙工程设计工作的初期阶段，幕墙系统设计师除了组织对幕墙系统进行设计以及对工程预算成本核算的工作之外，对预埋件施工设计也是一项非常重要和紧迫的设计工作。预埋件施工设计工作对于大部分的工程来说并不难，首先参照幕墙系统的连接设计和计算结果进行埋件节点设计，然后进一步结合建筑主体结构设计预埋件在混凝土楼板上的施工布置图。当然也有些特殊幕墙工程，其预埋件的设计就相对繁琐一些，比如在预应力张拉混凝土结构上进行幕墙预埋件的设计。

钢筋混凝土是目前建筑结构中应用最为广泛的结构形式，而大跨度、长悬挑或有特殊受力要求的钢筋混凝土结构多数会采用预应力钢筋混凝土的形式进行处理。所谓预应力混凝土结构，是在结构构件受外力荷载作用前，先人为地对它施加压力，由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力，即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足，达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。

幕墙埋件的前期设计准备

预张拉混凝土结构上的幕墙预埋件和后补埋件设计，与正常钢筋混凝土上的埋件设计有很大区别。前期应该进行以下工作，避免设计工作的重复和浪费。

详细核查甲方提供的建筑图纸和结构图纸，进行施工条件和成本评估：

由于方案投标阶段时间紧，方案设计组把主要的精力都放在准备系统投标图纸和投标报价上，所以他们往往对总包提供的建筑图纸&结构图纸没有时间细致审阅。这就需要幕墙施工设计师在工程中标后合同签订前这段时间内，针对甲方提供的建筑图纸和混凝土结构图纸进行详细查看，之后再针对幕墙设计方案的施工难点进行施工设计评估。

（2）前期设计过程中应及时与设计方结构设计师沟通：

在预埋件布置图设计过程中，应该充分的考虑到预张拉混凝土结构的复杂性。并且在设计预埋件布置图时，要对比每一层楼板的预张拉带布置图是否对预埋件布置位置有影响。为了避免出现错误，幕墙设计师应该立即与设计师和总包进行沟通。例如一工程采用施工方法是后张法，是采用钢索作为预应力筋。经过与混凝土结构工程师的沟通最终确定幕墙埋件锚栓孔的范围须在距张拉带锚固头150mm范围以外施工。 

幕墙埋件结构形式的选择

（1）预埋件形式设计

对于预应力楼板，幕墙埋件的最好方式应该是考虑预埋。 当预埋件布置与混凝土预张拉带布置没有影响，可以避开张拉带时。可以按照正常的幕墙埋件形式设计和施工。当预埋件位置与张拉带锚固头位置重叠时，应符合结构师要求的范围进行合理避让，尽可能避开锚固头位置。如果预埋件不能避开时，就必须采用转接件形式进行避让设计。

当幕墙埋件可以避开混凝土预张拉带时，可以按照正常的埋件形式把槽埋安置在混凝土楼板正面。（图1）

图1 埋件可避开混凝土预张拉带

当幕墙埋件与混凝土预张拉带相对应时，幕墙槽埋不能安置在混凝土楼板正面，只能上下布置。（图2）

图2埋件不可避开混凝土预张拉带

后补埋件形式设计

工程施工过程中不可避免的会出现预埋件漏埋或混凝土先行施工导致预埋件无法施工的情况。此时需要设计师设计补打埋件施工方案。后补埋件形式很多，我们可以采用膨胀螺栓、化学螺栓、穿透螺栓等紧固形式进行设计，当然采用什么样的紧固形式要结合工程的实际情况确定，并应注意合理避让预应力混凝土的预张拉带。

下图（图3、图4）为由于后补埋件无法避让预应力混凝土的预张拉带，采用穿透螺栓的形式进行的避让。

图3 穿透螺栓形式避让预应力混凝土预张拉带（竖剖）

图4穿透螺栓形式避让预应力混凝土预张拉带（横剖）

小结

幕墙埋件作为整个幕墙结构的支撑体系，对结构安全起到重要的作用，所以必须引起高度的重视，尤其是针对特殊主体结构更应该进行细致的分析和研究。针对本文前面所述预应力混凝土结构结构的幕墙埋件设计要点总结如下：

首先根据结构计算受力力结果合理的选用锚固螺栓尺寸和数量；

根据结构计算结果提取反力和埋件形式，与主体结构的结构工程师沟通，合理设计锚栓开孔位置，以避让张拉带锚固头；

设计应以在满足受力强度条件下，尽可能节省材料用量，同时兼顾现场施工难易程度；

本文的内容只是简单的对预应力混凝土结构幕墙埋件设计进行阐述，起到抛砖引玉的作用，希望对大家有所帮助。