前言
装配式建筑 的飞速发展带动了整个建筑行业的大变革,叠合楼板作为装配式楼盖的重要组成部分,由于采用工厂预制与现场现浇相结合的方式,具有工业化程度高、施工速度快、节省人工材料等优点得到了广泛的应用,其中 钢筋桁架混凝土 叠合板 是 目前市场上装配式建筑应用最多的预制叠合板。
“ 钢筋桁架 ”也叫“ 桁架钢筋 ”,规范JGJ1-2014和图集15G366-1统称“ 桁架钢筋混凝土叠合板 ”,但是协会标准和部分地方标准称为“ 钢筋桁架混凝土叠合板 ”。目前桁架钢筋叠合板从设计、深化、加工和施工,已经相当成熟。
一
钢筋桁架混凝土叠合板的构造
1、 混凝土底板
钢筋桁架预制混凝土板是以钢筋桁架作为加劲肋的预制混凝土板,混凝土强度等级不宜小于C30。
根据《 装配式混凝土结构技术规程 》JGJ1-2014,叠合板预制板的厚度不宜小于60mm,预制底板的厚度通常取60mm,后浇混凝土叠合层的厚度一般不小于70mm,现浇层厚度不足会导致现场水电管线排布困难。
桁架预制板长度一般为2.8~6.0m,当板跨度>6m时,优选预制预应力混凝土叠合板,如仍采用桁架预制板时,应通过增加预制混凝土板厚、增加桁架高度、增加钢筋直径等措施。
钢筋桁架是由一根上弦钢筋、两根 下弦 钢筋按三角形布置,通过两根长波浪形弯曲的腹杆钢筋连接成截面为倒V型的钢筋骨架。
桁架叠合板中的纵向受力钢筋宜采用HRB400、HRB500,也可采用CRB550、CRB600H钢筋,并应满足结构设计图纸规定。腹杆钢筋的直径不宜过大。这是因为腹杆钢筋在直径较大时弯折加工困难,会影响加工精度,不利于保证焊接质量。常用钢筋直径如下:
钢筋桁架的作用如下:
(1)连接钢筋桁架混凝土叠合板中的桁架预制板与现浇混凝土叠合板,增强二者接触面的抗剪能力,提高钢筋桁架混凝土叠合板的整体性;
(2)在桁架预制板内钢筋配置合适时,钢筋桁架的下弦钢筋可替代部分桁架预制板内钢筋,从而节省总的钢筋用量;
(3)通过结构加强让钢筋桁架具有吊点的作用,而不用再单独设置桁架预制板的吊点;
(4)施工阶段可考虑钢筋桁架的作用,加大桁架预制板下的临时支撑间距,以减少支撑数量;
(5)施工时可兼作现浇混凝土叠合板内钢筋网片的马凳筋,为现浇混凝土叠合板内钢筋提供支撑,同时可控制钢筋保护层的厚度。
钢筋桁架的主要作用是增强叠合层和预制底板界面(或称为施工缝)上的抗剪承载力。因此钢筋桁架应沿主要受力方向布置;距离板边不应大于300mm,间距不宜大于600mm。
二
加工制作
钢筋桁架混凝土叠合板可在工厂预先加工,然后运输到工地现场进行拼装。桁架预制板的生产工序包括:模具清理→模具安装→涂脱模剂→钢筋、水电、吊钉等预埋→浇捣振动→后处理→进窑养护→出窑 脱模→检验、贴标识入库→出库运输。
模具安装、钢筋绑扎
机电孔盒预埋(孔洞附加筋)、预埋吊环
砼浇捣振实
桁架预制板顶部、侧面等与后浇混凝土叠合层之间的结合面应设置粗糙面。粗糙面应沿构件均匀分布,粗糙面面积不宜少于结合面的80%,凹凸深度不应小于4mm。可采用拉毛或凿毛 等方法制作粗糙面,也可采用化学方法处理。 采用化学方法处理时可在模板上或需要漏骨料的部分涂刷缓凝剂,脱模后用清水冲洗干净,避免残留物对混凝土及其结合面造成影响。
采用蒸汽养护时,养棚内外温差小于15℃方可进行脱罩作业,如果温差过大,脱罩后应立即对预制构件进行覆盖保护。脱模起吊时预制构件的混凝土强度不应小于15MPa,构件的运输强度不应低于构件设计强度的75%。起吊吊具应根据构件形状、尺寸、重量等参数进行配置,对尺寸较大或形状复杂的预制构件,宜采用有分配梁或分配桁架吊具,吊索水平夹角不宜小于60度,且不应小于45度。构件起吊前,应检查模具及工装是否拆卸完全,如未拆卸完全,不允许起吊,检查吊环、吊具及钢丝绳是否存在安全隐患,如有问题不允许使用并及时上报。检查完毕后,将吊具与吊环连接固定,等待吊车起吊。指挥人员与吊车工配合好,保证构件平稳起吊,不允许磕碰,起吊后先将预制构件提升到300mm左右高度后,停稳构件,对起吊工具进行检查,再次确保没问题后进行构件转运工作。
三
拆分
对于钢筋混凝土建筑预制构件来说,在构件生产方面,构件生产模台尺寸一般为4m×9m;在交通运输方面,预制构件一般用重型半挂牵引车运输,车长13.0~17.5m、车宽2.5~2.6m,而根据我国目前的运输管理规定,车货总高超过4m、总宽超过2.55m、总长超过18.1m,有其中一种情况即属于超限运输。因此,超宽、超高运输需要提前做好路线调查和申请。从构件制作、运输、吊装等方面综合考虑,桁架预制板宽度不宜大于2.4m(不含出筋),不应大于2.5,包含外露钢筋时宽度不宜大于3m;桁架预制板的跨度不宜大于6m。因此,由于运输条件的限制,尺寸较大的预制板块需分割成若干块板片在现场进行拼装。
桁架预制板的宽度一般取300mm为模数,如可取1200mm、1500mm、1800mm、2100mm、2400mm等,其宽度应尽量取大值,以减少吊装次数。同时,较大房间所用桁架预制板应按等宽进行拆分,而较小房间所用桁架预制板则尽量不要拆分,可采用一块板形式。这可以减少桁架预制板规格的数量,提高生产模具的重复利用率,降低建造成本。
四
接缝
叠合楼板可以使用3种预制方案:密拼缝叠合板、整体式接缝叠合板和无接缝双向板。
当预制板之间采用 密 接缝 时,宜按 单向板 设计。采用密拼缝做法的叠合板预制底板侧面不出筋,生产模具重复利用率高,起吊脱模方便,工艺更容易实现标准化,有利于降低成本和提高效率。在施工现场,可避免相邻预制板侧钢筋发生碰撞的问题,并减少了后浇带支模工序,可加快施工进度,缩短工期。但密拼缝做法整体性较差,处理不当容易产生裂缝,影响观感,可选择在有吊顶的房间使用。
密拼接缝处的预制板不出筋时,需在预制板面上的现浇层内设置附加筋,面积不宜小于预制板中该方向钢筋面积,直径不小于6mm,间距不大于250mm,伸入两侧现浇混凝土中的锚固长度不应小于15d。
后浇带拼缝主要应用于双向叠合板,楼板整体性较好,一种情况是双向板之间连接使用,另一种情况是为了避免裂缝而采用后浇带的连接方式。但由于采用后浇带拼缝时,预制板需要四面出筋,不利于工业化生产,运输吊装过程中钢筋容易碰撞变形。施工现场需要增加工序,在后浇带拼缝处设置模板,增加施工难度和工期。接线盒等预埋件需要规避后浇带,相邻板侧的出筋需要偏位以避免钢筋碰撞,设计阶段协调工作量有所增加。
后浇带两侧板底纵向受力钢筋可在后浇带中焊接或搭接连接,当采用搭接连接时,如下图所示:
当直锚长度不满足时,也可弯锚:
结语
装配整体式混凝土结构的应用比例越来越高,在未来有着逐步取代传统现浇混凝土结构的趋势。这是在政府主导下的产业升级,有利于降低建筑行业的劳动密集程度,符合绿色建筑的发展趋势。在钢筋桁架混凝土叠合板设计时,要综合考虑生产、运输、吊装及施工各个环节的因素,选择合适的钢筋桁架型号及钢筋排布方式,合理确定叠合板的拆分方案,充分发挥装配式建筑的优势。
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