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装配整体式高层框架结构（二）--双T板设计与施工

发布于：2023-05-19 09:21:19 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

施工图进展到一半的时候，装配式概念突然乱入，杀得我们措手不及，平台开始组织我们尽快了解装配式设计的相关细节，双T板、预应力预制梁两个元素也是那时候开始映入我们视角。以前经历过几个伪装配式项目，为了满足两率要求去拼凑预制构件及装配要求，基本也就做一些叠合板、楼梯、卫生间沉箱等平面板式构件，而这种装配体系相对简单且施工工艺成熟，其他构件预制基本没怎么接触。一开始我们对此确实是抵触的，装配式高层框架，珠海乃至广东地区暂无先例，其中的技术问题是否会遇到瓶颈。另外工期和成本能否在短期作战中发挥优势，对此我们没啥信心！

预制体系

考虑到本项目为预制装配式试验项目，为进一步体现装配式建筑工业化建造的优势，尽量减少现场湿作业，并给后续项目打好样板，设计遵循预制构件范围最大化原则来进行装配结构体系设计。预制范围如下：

1）主梁（二～屋顶层）、局部次梁（采用叠合梁做法）

2）楼板（局部采用钢筋桁架叠合楼板，其余均采用双T板叠合板），首层楼板采用预制预应力空心板

3）楼梯（预装配式建筑制梯段）；

4）外墙体系采用alc墙板（后面取消）

5）为什么不采用预制柱，因为它真的很重，另外50m框架结构还真有点不放心

体系特点

本项目建筑物尽可能考虑装配式的部分，预制结构体系主要特点：

1）基本无次梁布置，采用预应力双T板，免模免支撑提高了施工效率

2）主受力方向框架梁采用先张法预应力预制叠合梁，控制预制梁裂缝及挠度，降低含钢量

结构布置

标准化厂房平面布局已被研发和建筑佬定格，加上剪力墙布置会对厂房使用有较大影响，配上装配式建造方式，其实结构佬可以发挥的空间确实很小，只能选择框架结构体系后调一下梁柱截面去满足高层框架（接近50m）的计算指标。

某项目共6栋工业厂房，均为框架结构，8层，建筑高度49.390m，应该属广东省内首个高层装配整体式框架结构。单层建筑面积约2460平方米，首层层高为7.990米，标准层层高6.000m，顶层层高5.400m。首层设计活载20kN/m ² ，2-5层设计活载10kN/m ² （局部设计活载16kN/m ² ），6-8层设计活载8.5kN/m ² 。柱网标准尺寸8.700m×10.500m，抗震设防烈度7度，框架抗震等级二级。

本工程为装配整体式框架结构，厂房首层柱截面1000*1000，向上收两次截面，由800*1000直至柱截面为800*800。主要的预制构件有预制预应力双T板和预制框架梁，其中主框架梁采用先张法预应力梁，次框架梁采用普通混凝土梁，主框架梁尺寸400×950mm，次框架梁尺寸400×800mm，预制板顶设粗糙面和抗剪钢筋，并设置80mm/100mm的叠合层。

建模时，将预制预应力双T板的板肋作为简支次梁输入模型，截面宽度取肋的平均厚度，截面高度取肋高，楼板厚度仅取叠合层厚度。双T板承担施工阶段和使用阶段的板面荷载，在叠合层中配置板面通长钢筋，以起到确保楼盖整体性和防裂的作用。其他计算参数（除了刚度放大系数及调幅系数）及指标基本与现浇无异，因为框架高度接近50m，也接近于框架结构高度限值，在计算过程中主要纠结的是首层刚度突变、周期比及夹层对计算影响问题。

预应力双T板

预应力双T板（简称双T板）是板、梁结合的预制预应力钢筋混凝土承重构件，由宽大的面板和两根窄而高的肋组成。预应力双T板采用了高强预应力筋和混凝土，承载力高、经济性好，有利于减轻结构自重，节约钢筋及混凝土用量。

所以预应力双T板受力断面经济合理；跨高比大，经济性好；承载力大，用钢量少；大跨度、空间布置灵活；耐久性好、承载可靠。双T板是目前国际上最为广泛使用的预应力混凝土板类预制构件。

厂家资料与沟通

由于对这种构件知之甚少，也没有见过类似项目，于是组织了一次构件工厂现场观摩会。会前，我们也查阅了一些相关资料，做好功课，有的放矢。

Q1 预埋件留设问题

H总提出需要考虑后续3x3的吊点使用布置需求，一个吊点9x50=450kg吊重，以下为图集吊点做法

后续施工图阶段，对荷载进行了预留。考虑到吊点的不确定性，且双T板+叠合层有13cm厚，一般后打锚栓也问题不大，故没预留吊点。

Q2 楼板开洞问题

预制构件是否允许后开洞及和设备专业协调开洞形式是装配式设计前期应该考虑的问题，后续施工图也定了后开洞尺寸及位置的一些要求。

Q3 拼接缝及局部受荷问题

几种典型节点拼接缝现场如何处理？没想到这个问题一直留到了施工过程中

Q4 屋面防水问题（同时存在重荷载）

双T板作为屋面装配，我们还是不太放心，毕竟装配式规范也提出屋面建议现浇，如若装配建议设钢筋桁架加强与叠合层的连接

Q5 楼板植筋或是膨胀螺栓的问题

小型管线吊挂基本没问题（避开板肋预应力区域）

Q6 变截面柱会不会对预制梁板影响

变截面处双T板应注意切角不一样

Q7 叠合层受剪问题

通过一些构造措施解决抗剪问题（粗糙面、抗剪钢筋、抗剪钢板等）

Q8 安装调平是否特别费时？

双T板吊装相对来说比较简单，现场也由最初的十几二十分钟降为七八分钟一块

Q9 考察报告

各种预制板优缺点对比

设计要点

Q1 建模假定

刚度放大假定 如第一篇所述刚度放大系数最后按边框架梁取1.2，中框架梁取1.4。
双T板的模型输入 双T板板厚50作为荷载输入（避免后续考虑梁刚度放大系数计入），板肋按照次梁两端点铰输入模型。

Q2 两阶段设计

双T板按照横向和纵向两个方向进行设计，横向为普通混凝土构件，纵向为预应力混凝土构件，其计算内容如下：

放张阶段

脱模吊装阶段

混凝土浇筑阶段

此阶段框架梁为简支状态，要求弯矩设计值应小于构件预制部分的受弯承载力，剪力设计值应小于构件预制部分的受剪承载力。

同时，按照不开裂构件，对预制部分的正截面边缘的混凝土法向应力进行验算，其应力应满条件

持久设计状态

按照《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 的附录H对其进行第二阶段设计。

Q3 设计审核与优化

区分荷载对双T板预应力筋细分，项目一共有三种楼面荷载规格（10、8.5、7.5）

空心板及双T板规格统一（板长标准化、尺寸规格与平面一致）

深化要点

Q1 与图纸一致

与图纸一致的主要有钢筋的布置、截面尺寸、混凝土标号、埋件与吊环的设置等信息，原则上不能夹带私货，由深化造成的成本增量由施工单位自行承担。

Q2 吊钩深化

关于吊环的问题后面会做一个章节说一下现场施工发生的事情，可能需要注意一下据新的《工通规GB50001》要求，自重荷载分项系数由1.2改为1.3，故折算吊环强度也应做折减。

Q3 板肋避让及缺角

应注意边跨双T板的板肋避让柱或是牛腿，避让牛腿是因为后期有雨水/消防管落下来的问题

现场问题

Q1 密拼拼缝

原设计T板边是有倒角的，这样基本不会有太大的板缝，但后面因为长线条工艺问题没做这个细节

关于双T板密拼板缝如何处理，现场也尝试了很多办法，塞PE棒、吊模、镀锌铁皮折模都试过了，没找到更好的办法。不过后续楼层观感明显好了很多。

Q2 与预制梁的缝隙

同样是让现场头疼收口的问题，解决不好导致现场漏浆严重，影响现场施工进度，同时叠合层浇筑质量也得不到保证。因为双T板存在反共，一般木模也不太好解决此问题，后面现场采用在吊装前安装镀锌铁皮封模解决。

Q3 平整度问题

按理预制梁+预制板应该不存在板面平整度的问题，但因为工厂对反拱的问题控制的不到位导致现场安装后拼缝位置存在高差，后续通过控制双T板反拱值解决。

Q4 开洞问题

现场关于双T板开洞主要是用于预埋线盒，一开始采用切割的方式导致切除范围较大，对结构不利，后续调整为开圆洞。

Q5 开裂问题

针对板面开裂问题，质监站组织各方一起细致研究了问题的源头并商讨了解决方案

Q6 反拱问题

由于双T板板肋底部存在先张预应力筋作用，所以在脱模后刚度还未完全上来前存在反拱情况，原设计计算应该不会超过2cm，但起初的反拱达到了5-6cm，导致现场平整度有较大问题。后面商讨考虑措施如下： 不应掺有粉煤灰等影响早期模量的掺和剂、控制预应力的放张时间、蒸养措施时间足够等。

质量验收与控制

Q1 预制构件生产技术要求

模具应具有足够的刚度、强度、稳定性，模具构造应满足钢筋入模、混凝土浇捣和养护的要求，并便于清理和隔离剂涂刷。
预制构件生产应采用定型钢制模具，模具尺寸的允许偏差和检验方法应按照结构总说明；应确保模具的加工和组装精度，并根据构件加工过程中的误差分析，对模具、固定措施等进行调整。
预制构件与后浇混凝土、灌浆料、坐浆材料的结合面应设置粗糙面、键槽，粗糙面的面积不小于结合面的80% ，预制板的粗糙面凹凸深度不应小于4mm ，预制梁顶粗糙面凹凸深度不应小于6mm。
构件浇筑成型前，模具、隔离剂涂刷、钢筋成品（骨架）质量、保护层控制措施、预留孔道、配件和埋件等，应逐件进行隐蔽验收，符合有关标准规定和设计文件要求后方可浇筑混凝土。
预应力构件加工应严格按照图纸的张拉控制应力，双T板楼面板张拉系数0.60，屋面板张拉系数0.63，预应力梁张拉系数0.75。
预应力构件放张时，混凝土强度等级应达到图纸要求，且在蒸养状态下，不小于12小时，自然养护状态下不宜小于48小时。 双T板的混凝土中不应掺有粉煤灰等影响早期模量的掺和剂 。
注意吊点的预埋要准确，预埋的直径、深度及高度要与图纸一致
双T板再脱模时使用平衡架吊具，以避免吊点受力不均匀情况
成型构件上应标注构件编号、构件轴号和吊装方向标识，标识位置应选择在不易被覆盖或污损处。
预埋件和连接件等外露金属件应按不同环境类别进行封闭或防腐、防锈、防火处理，并应符合耐久性的要求。
双T板的外观质量、出厂证明等其余未尽事宜均需满足《预应力混凝土双T板》T/CCES6001-2020的要求。

Q2 预制构件堆放及运输要求

成品应按合格、待修和不合格区分类堆放，并应进行标示。
预制构件的堆放应保证预埋吊件向上，标示应向外；垫木和垫块在构件下的位置宜与脱模、吊装时的起吊位置一致。
预制双T板、预制梁等构件重叠堆放时，应分层、分型号码垛。堆垛层数应根据构件自身荷载、地基、垫木或垫块的承载能力及堆垛的稳定性确定，不宜多于3层。最下层放置通长垫木、垫实；各层垫木或垫块应在一条垂直线上。支撑点的支座应有足够的强度，应能将堆积件重量充分地传递到场地上，控制过量沉陷，并应避免预制构件扭曲或变形。
预制构件运输时，车上应设有专用架，且有可靠的稳定构件措施，避免扭转和滑移，预制构件混凝土强度达到设计强度时方可运输。
预制构件运输时，应采用质地较软的支座，同时绑扎双T板的绳索应增设，特别在支垫处，应加强捆扎绳索
预制梁、板均采用平放运输，采取二点支点的方式，两点支点设置在吊点处，且不宜超过2层。