国家大力推广装配式建筑的应用已有多年,装配式建筑在所有建筑中的占比也逐年提升。作为最量大面广的装配式构件,楼板一直以钢筋桁架叠合板(用于PC结构)和钢筋桁架楼承板(用于钢结构)两种形式为主。对于PC结构而言,钢筋桁架叠合板虽然使用范围广,但作为一项传统的技术,痛点不少。
钢筋桁架叠合板的工厂预制部分由60~80mm的混凝土底板与钢筋桁架组成,现场绑扎钢筋后浇筑不小于70mm的混凝土,现浇部分与工厂预制部分结合成整体组成了结构的楼板系统。虽然传统叠合板减少了现场脚手架和模板的使用,但痛点仍然不少:
1)生产不方便:
a.钢筋含量多,工厂钢筋绑扎工作量大,且四面出筋
b.底板厚度大,混凝土用量多
c.独立模台生产,标准化程度低,效率低
2)运输不方便
a.底板厚度达60mm,每平方重达150kg
b.运输过程中混凝土容易裂缝
c.每层板之间需要隔开,单车运输量小
3)吊装不方便
a.单位面积重量大
b.单块板面积小,安装效率低
c.四角锥桁架影响管线布设
4)安装不方便
a.1.5~2m需设置一道支撑,免撑跨度小,
b.四面出筋,与梁接触处安装麻烦
c.拼缝需要设置后浇带,需要安装吊模
5)应用场景有限
a.不适合用在钢结构建筑中
b.不适合用在现浇混凝土建筑中
6)造价高
a.钢筋含量和混凝土含量较大,原材料成本高
b.自动化程度低,生产效率低,人工费用高
c.运输费用高,运输半径有限
d.免撑跨度小,措施费高
e.最小厚度130mm,但现浇板100~120mm即可满足受力要求
图 1 传统钢筋桁架叠合板
科技的进步,很大程度上是在解决现有技术的痛点。为了解决传统叠合板的痛点,各种装配式楼板技术如雨后春笋般涌现,包括可拆底模楼承板、免拆底模楼承板、PK板、无钢筋桁架叠合板等。这些楼板或多或少的解决了传统叠合板的痛点,但始终未能撼动叠合板的地位。
泰大创新旗下砼加科技在易装板的基础上最新研发的PH免撑板,通过多项技术集成,很好的解决了传统叠合板的各项痛点。多项试验数据和计算分析表明,PH免撑板力学性能卓越,抗弯刚度达到传统叠合板的3倍以上,120mm叠合板免撑跨度可达4.5m。
图 2 PH免撑板
PH免撑板工厂部分由底板、腹杆和砼肋组成。其中:
1)底板: 采用35mm高等级混凝土,配合先张法有粘结1570MPa高强度预应力钢丝制作,大幅提高材料利用效率,降低了材料成本,减轻预制件重量。
2)腹杆: 采用单排空心钢管制作,与传统四角锥钢筋桁架相比,材料用量显著减少,现场穿管线也更加灵活。
3)上弦: 采用基于颗粒紧密堆积理论研发的至强UHPC材料制作,具有超高弹性模量和较强抗裂性能,可大幅提高叠合板的抗弯刚度,实现4.5m免支撑(空心板可实现9m免支撑)。
PH免撑板是一种博采众长、多处创新的新型楼板,近期已陆续在PC结构、现浇结构和钢结构中使用,其大跨免撑的优点受到了施工单位和业主的一致好评。
下表将PH板与传统叠合板的痛点进行对比,我们发现,PH免撑板将传统叠合板的所有痛点都解决了。
项次 |
钢筋桁架叠合板 |
PH免撑板 |
生产便利性 |
1) 钢筋含量多,现场钢筋绑扎工作量大,且四面出筋 2) 底板厚度大,混凝土用量多 3) 独立模台生产,效率低 |
1) 钢筋含量少,绑扎自动化程度高,不四面出筋 2) 底板厚度小 3) 长模台生产,效率高 |
运输便利性 |
1) 底板厚度达60mm,每平方重达150kg 2) 运输过程中混凝土容易裂缝 3) 每层板之间需要隔开,单车运输量小 |
1) 仅重90kg/m2,重量大幅减轻,运输便利 2) 预应力技术,不易开裂 3) 直接叠放,运输方便,运输量大 |
吊装便利性 |
1) 单位面积重量大 2) 单块板面积小,安装效率低
|
1) 单块板最大45m2,吊装效率高 2) 单位面积重量小,吊装更便利 3) |
安装便利性 |
1) 1.5~2m需设置一道支撑,免撑跨度小, 2) 四面出筋,与梁接触处安装麻烦 3) 拼缝需要设置后浇带,需要安装吊模 4) 四角锥桁架影响管线布设 |
1) 4.5m免模免撑,现场措施费大幅减少,人工用量少 2) 两侧不出筋,安装方便 3) 密拼缝,无后浇带吊模 4) 单排腹杆,管线穿设方便 |
应用场景 |
1) 不适合用在钢结构和现浇混凝土建筑中 |
1) 钢结构、PC和现浇全场景适用 |
综合造价 |
1) 钢筋含量和混凝土含量较大,原材料成本高 2) 自动化程度低,生产效率低,人工费用高 3) 运输费用高,运输半径有限 4) 免撑跨度小,措施费节省不明显 5) 最小厚度130mm,但现浇板100~120mm即可满足受力要求
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1) 预应力高强度钢丝,含钢量大幅减少 2) 自动化长模台生产,效率低、人工少 3) 运输量大,运输费用低 4) 措施费低。 5) 最薄可做100mm板厚,常规120mm板厚,节省混凝土用量,减少主体结构自重,降低主体结构造价 |
结论 |
痛点较多 |
PH板解决了所有痛点 |
图 4 PH免撑板用于PC结构
图 5 PH免撑板用于钢结构
图 6 15mx3m超大连续板吊装
图 7 简支9m跨免撑荷载试验
除了解决传统叠合板的痛点,PH免撑板超大的免支撑跨度可以大幅增加次梁间距,从而实现酒店、办公楼等室内无次梁,大幅增加建筑净高,且减少楼盖成本。
PH免撑板的整间板方案,可以实现一个房间一块板,室内楼板无拼缝。
PH免撑板的大板方案则可以实现室内无次梁,增加净高或减少层高。
而对于量大面广的现浇结构,超级楼盖技术可以发挥作用。一般的装配式做法相对传统现浇结构造价都有不同程度的上升,这也是装配式建筑到推广并不快速的主要原因之一。而PH免撑板搭配超级次梁形成的超级楼盖系统用于现浇混凝土结构,除了可以满足一定的装配率,还可以实现除立柱主梁需要临时支撑外,楼盖部分免模免撑。这种做法可以实现比现浇结构更省钱的装配式建筑,值得大范围推广。
造价问题很关键。PH免撑板及超级楼盖方案减少了建筑材料的使用,缩短了工期,降低了运输阶段的工作量,因此综合可以节省50~300元/m2的建造成本,同时也大幅降低了建筑建造阶段的碳排放。
装配式建筑的逐渐普及依赖于技术的不断革新。PH免撑板一经推出,就立刻获得了众多专业人士的认可,并陆续用于各类项目中。PH免撑板的生产虽然与传统叠合板有所区别,但传统叠合板生产线可以低成本改造成PH板生产线。近期已陆续有厂家将传统PC叠合板生产线改造为PH板生产线。
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装配式施工
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