?
?
行业动态
PRODUCT CENTER
SERVICE PHONE
400-880-5582

行业动态

当前位置:主页 > 资讯动态 > 行业动态 >

桁架钢筋混凝土叠合板的设计要点

发布时间:2021/05/20 点击量:
随着我国城市化进程不断深入,建筑产业化是城市发展的必然趋势,装配整体式建筑正符合建筑产业化的要求。在我国数十大城市,政府已对新建工程的预制装配率提出了相应的要求,且提出到2020年装配式建筑需占新建建筑的比例20%以上,到2025年要求比例达到50%以上的目标。目前在装配建筑中应用最广泛也最成熟的是叠合板的设计,然而施工与设计的配合,成本的控制等细节的考量仍值得细究。
 
本文以装配建筑(PC)中的叠合板为例,尝试梳理与普通混凝土现浇板结构设计的区别。对叠合板和普通现浇板优劣进行对比,从设计角度出发对叠合板的造价进行优化,提出合理优化建筑平面,开间跨度,预埋电管的方式以及对预制板出现裂缝的正确认识,为设计时提供借鉴。
 
一、桁架钢筋混凝土叠合板与普通混凝土楼板的区别和优劣
 
目前,国内大多数已建建筑结构采用的是现浇混凝土楼盖,由于多年经验积累,混凝土生产和泵送技术相对成熟,对工人技术水平和素质要求不高,农村劳动力相对便宜,成为近十多年来建筑工程的主流结构形式。
 
随着国家对节能环保提出更高要求,以及劳动力成本上升带来的压力,推广并实施建筑产业化是一条必经之路。其中PC建筑中楼板的最常用型式就是桁架钢筋混凝土叠合板,其优势相当明显,其与普通混凝土楼板的优劣简单对比,见表1。
 
现浇楼板与桁架叠合板的对比
表1 现浇楼板与桁架叠合板的对比
 
桁架钢筋混凝土叠合板(双向板)和普通混凝土现浇楼板在经过数年试验和工程检验后,得出结论两者的极限承载力、刚度、延性和破坏形态基本相同,设计时可按普通混凝土楼板考虑。在造价上,若建筑平面布置合理,叠合板种类数量得以控制,从理论上说,造价将低于现浇普通混凝土楼盖。但目前工程实施中,很难在造价上优于普通现浇混凝土楼板,故在叠合板设计细节上的优化,对控制造价有一定意义。
 
二、叠合板的设计要点
 
就目前国内装配式建筑在建设过程中,普遍存在叠合板综合造价高于普通现浇楼板,施工速度优势发挥不出来的局面。通过对建筑平面、叠合板板跨的选择、叠合板选板标准等的优化,更好发挥出叠合板的优势。
 
1、建筑平面布局合理调整,减少叠合板种类
 
以普通住宅为例,由于市场要求,建筑户型要求越来越多变,开间尺寸各不相同。未能根据叠合板的优势对建筑平面做相应调整。
 
由于受运输车辆尺寸限制,15G366-1《桁架钢筋混凝土叠合板》和川标16G118-TY规定的叠合板最大板宽为2.4m和3.6m。同时,JGJ 1-2014《装配式混凝土结构技术规程》中考虑到预制板接缝处应变集中,提出“板接缝宜设置在叠合板的次要受力方向上且避开最大弯矩截面”,即原本可选两个预制板拼缝的开间宜划分为三个板。这一规定带来的问题是临时支撑数量的增加,成本上升。
 
叠合板的最大优势在于少了施工现场模具费和施工速度快。当有需要拼缝的板则需要加设更多支撑,而没有起到节约脚手架的目的。目前考虑整体刚度,楼板宜按双向板设计,接缝要求采用整体式接缝,宽度不宜小于200mm,在施工时将耗费大量人工在拼接吊装板和调平板面上,施工速度的优势将被降低,见图1。
 
叠合板临时支撑
图1 叠合板临时支撑
 
若建筑平面规整、开间尺寸种类尽量归并,在叠合板造价中的影响不容小视。对相近开间尺寸,设计在规范许可范围内,常有多种选择。合理的选板原则应该是:首先,一个开间内若能选择一个叠合板布置,尽量选一个叠合板;其次,不同开间尺寸差别不大时,首先根据整个平面选定一个基本宽度板(使用最多的板),尽可能调节接缝宽度减少模板种类,但接缝宽度不宜过宽,否则叠合板失去预制的意义。
 
2、板厚与板跨的合理布置
 
叠合板的预制板厚度不宜小于60mm,后浇混凝土层不应小于60mm,即叠合板最小厚度不宜小于120mm。对小开间的住宅楼板,大多数现浇板板厚100mm就足够,采用叠合板后各层楼板均加厚20mm,楼面恒荷载增大50kg/m2左右,荷载的增加对梁板柱基础配筋的增大,混凝土用量的增多,都造成造价不降反增的局面。板跨小板厚大,板中钢筋的抗拉性能得不到充分利用,对叠合板性能也有较大浪费,没发挥出叠合板优势。
 
为充分利用叠合板中钢筋的抗拉性能,建筑在平面布置时,单向板按1/30考虑,双向板按1/35考虑,跨度单向板不宜小于4.2~4.8m,双向板不宜小于5.4~6m,是较为经济的作法,可作为设计参考。若板跨更大,叠合板厚加大,现浇层加厚,整体刚度更高,水电管线预埋也更容易,叠合板的优势体现更明显。
 
3、预埋电管对叠合板厚度的影响
 
叠合板中不可避免的会有电气管线预埋敷设在现浇层中,有时集中于某一处的管线多达7~8根,这些管线直径多为15~32mm,穿梁而过,甚至立体交叉。工地上常看到走板穿梁的电管预埋如图2所示。
 
楼板的电管预埋
图2 楼板的电管预埋
 
若为普通现浇板,板厚100mm的范围内预埋只需避免立体交叉穿越对板的削弱即可。现采用叠合板,现浇层仅60mm,板面保护层15mm,除去板面负筋三角桁架空间仅40mm左右。若电管并排穿桁架,施工的排管和操作会耗费大量人工和时间。线管交叉位置,现浇板被削弱地过薄甚至影响钢筋保护层厚度。在穿梁位置,梁钢筋需直径16mm以下方可穿过,否则线管需弯折;若梁钢筋为双排,且用至25mm直径,可能还存在线管无法穿过的困难,见图3。施工上确实存在的困难在设计中也应有所考虑,现提出三种可行方法:一是将现浇层加厚10mm,增大走管空间,但会造成结构自重和成本的再增加;二是将梁加高10mm并上翻,梁面抹灰减少10mm,保证电管的顺利穿梁,见图4;三是若有剪力墙,由于墙钢筋间距较大,可考虑将穿梁的管线走向改为穿剪力墙。
 
管线弯折穿梁
图3 管线弯折穿梁

梁加高并上翻
图4 梁加高并上翻
 
三、叠合板出现裂缝的认识
 
从理论上讲,工厂生产出符合标准的预制板,在搅拌、温控、养护和堆放上都比施工现场便于管理和控制,出厂产品质量有保证。但从实际工程情况来看,有些预制板在送到工地时已出现不同程度的裂纹,在经过工地堆放和吊装后,到达安装点时可能出现更多裂缝。这一现象的出现主要原因在于工人依然沿用普通现浇板的工人,没经过专业培训,工人水平和素质不高,施工现场各方管理混乱,材料的不合理堆放、频繁吊装或吊装点不正确,导致预制板出现不同程度的裂缝。但并非在安装前出现裂缝,预制板就报废,根据裂缝的发展程度、裂纹宽度和深度作出合理判断,也是设计需要把控的关键点。
 
虽然预制板是工厂生产的产品,但依然是普通混凝土构件。由于板厚较薄,整体刚度不大,混凝土干缩有可能产生不规则细裂纹(龟裂),一般出现在板中部,细而无规律,淋水会渗水,此类裂纹在叠合板的现浇层浇筑后,混凝土的水泥浆将自动下渗填补裂纹的缝隙,裂纹会自行愈合,不影响预制板的性能,也无需作额外性能检测。
 
若在运输、吊装等过程中出现了较易辨识的通长裂缝,则需对裂缝进行评估并采取相应措施后再继续使用。若板缝在拼装前出现上下裂通的裂缝,且裂缝宽度大于0.5mm,则需评估该板是否应报废。
 
对于住宅建筑,即便板本身带裂缝工作不影响其安全性能,但在集中用水区域,若因为裂缝或双板拼缝位置渗水,会对房屋的使用造成一定影响,故建议厨卫等小开间用水区域按普通现浇板设计。
 
结论
 
建筑工业化的推广和使用是符合国际化趋势,是更加环保且节约的技术方式。由于受国内现有生产水平、工人专业素质、经验积累等影响,还没达到预期效果。除却施工和生产方面的影响,从设计的合理性看,列举了4点建议:
 
(1)在叠合板选择时,单开间优选单板,次选多板拼缝。
 
(2)装配建筑的概念建议在项目方案阶段介入,建筑开间尺寸的设计应尽可能发挥叠合板板厚和钢筋性能的优势,将板跨考虑在4.2m以上。
 
(3)现浇层内预埋电管空间小,施工难度大,应优化管线排布,尽量避免穿梁改为穿墙,若不能避开穿梁的,可考虑将梁上翻10mm,便于电管穿过。
 
(4)叠合板在安装前不可避免出现不同裂缝时,应合理判断,并提出处理意见。
 
编辑概况:戴琦(1983~),女,硕士,高级工程师,从事结构设计与咨询工作;余峰(1982~),男,硕士,高级工程师,从事结构设计与设计管理工作。
?
XML 地图 | Sitemap 地图