前言
裝配式建筑的飛速發(fā)展帶動了整個建筑行業(yè)的大變革,疊合樓板作為裝配式樓蓋的重要組成部分,由于采用工廠預制與現場現澆相結合的方式,具有工業(yè)化程度高、施工速度快、節(jié)省人工材料等優(yōu)點得到了廣泛的應用,其中鋼筋桁架混凝土疊合板是目前市場上裝配式建筑應用最多的預制疊合板。
“鋼筋桁架”也叫“桁架鋼筋”,規(guī)范JGJ1-2014和圖集15G366-1統(tǒng)稱“桁架鋼筋混凝土疊合板”,但是協(xié)會標準和部分地方標準稱為“鋼筋桁架混凝土疊合板”。目前桁架鋼筋疊合板從設計、深化、加工和施工,已經相當成熟。
一 鋼筋桁架混凝土疊合板的構造
1、混凝土底板
鋼筋桁架預制混凝土板是以鋼筋桁架作為加勁肋的預制混凝土板,混凝土強度等級不宜小于C30。
根據《裝配式混凝土結構技術規(guī)程》JGJ1-2014,疊合板預制板的厚度不宜小于60mm,預制底板的厚度通常取60mm,后澆混凝土疊合層的厚度一般不小于70mm,現澆層厚度不足會導致現場水電管線排布困難。
桁架預制板長度一般為2.8~6.0m,當板跨度>6m時,優(yōu)選預制預應力混凝土疊合板,如仍采用桁架預制板時,應通過增加預制混凝土板厚、增加桁架高度、增加鋼筋直徑等措施。
鋼筋桁架是由一根上弦鋼筋、兩根下弦鋼筋按三角形布置,通過兩根長波浪形彎曲的腹桿鋼筋連接成截面為倒V型的鋼筋骨架。
桁架疊合板中的縱向受力鋼筋宜采用HRB400、HRB500,也可采用CRB550、CRB600H鋼筋,并應滿足結構設計圖紙規(guī)定。腹桿鋼筋的直徑不宜過大。這是因為腹桿鋼筋在直徑較大時彎折加工困難,會影響加工精度,不利于保證焊接質量。常用鋼筋直徑如下:
鋼筋桁架的作用如下:
(1)連接鋼筋桁架混凝土疊合板中的桁架預制板與現澆混凝土疊合板,增強二者接觸面的抗剪能力,提高鋼筋桁架混凝土疊合板的整體性;
(2)在桁架預制板內鋼筋配置合適時,鋼筋桁架的下弦鋼筋可替代部分桁架預制板內鋼筋,從而節(jié)省總的鋼筋用量;
(3)通過結構加強讓鋼筋桁架具有吊點的作用,而不用再單獨設置桁架預制板的吊點;
(4)施工階段可考慮鋼筋桁架的作用,加大桁架預制板下的臨時支撐間距,以減少支撐數量;
(5)施工時可兼作現澆混凝土疊合板內鋼筋網片的馬凳筋,為現澆混凝土疊合板內鋼筋提供支撐,同時可控制鋼筋保護層的厚度。
鋼筋桁架的主要作用是增強疊合層和預制底板界面(或稱為施工縫)上的抗剪承載力。因此鋼筋桁架應沿主要受力方向布置;距離板邊不應大于300mm,間距不宜大于600mm。
二 加工制作
鋼筋桁架混凝土疊合板可在工廠預先加工,然后運輸到工地現場進行拼裝。桁架預制板的生產工序包括:模具清理→模具安裝→涂脫模劑→鋼筋、水電、吊釘等預埋→澆搗振動→后處理→進窯養(yǎng)護→出窯 脫?!鷻z驗、貼標識入庫→出庫運輸。
模具安裝、鋼筋綁扎
機電孔盒預埋(孔洞附加筋)、預埋吊環(huán)
砼澆搗振實
桁架預制板頂部、側面等與后澆混凝土疊合層之間的結合面應設置粗糙面。粗糙面應沿構件均勻分布,粗糙面面積不宜少于結合面的80%,凹凸深度不應小于4mm。可采用拉毛或鑿毛等方法制作粗糙面,也可采用化學方法處理。采用化學方法處理時可在模板上或需要漏骨料的部分涂刷緩凝劑,脫模后用清水沖洗干凈,避免殘留物對混凝土及其結合面造成影響。
采用蒸汽養(yǎng)護時,養(yǎng)棚內外溫差小于15℃方可進行脫罩作業(yè),如果溫差過大,脫罩后應立即對預制構件進行覆蓋保護。脫模起吊時預制構件的混凝土強度不應小于15MPa,構件的運輸強度不應低于構件設計強度的75%。起吊吊具應根據構件形狀、尺寸、重量等參數進行配置,對尺寸較大或形狀復雜的預制構件,宜采用有分配梁或分配桁架吊具,吊索水平夾角不宜小于60度,且不應小于45度。構件起吊前,應檢查模具及工裝是否拆卸完全,如未拆卸完全,不允許起吊,檢查吊環(huán)、吊具及鋼絲繩是否存在安全隱患,如有問題不允許使用并及時上報。檢查完畢后,將吊具與吊環(huán)連接固定,等待吊車起吊。指揮人員與吊車工配合好,保證構件平穩(wěn)起吊,不允許磕碰,起吊后先將預制構件提升到300mm左右高度后,停穩(wěn)構件,對起吊工具進行檢查,再次確保沒問題后進行構件轉運工作。
三 拆分
對于鋼筋混凝土建筑預制構件來說,在構件生產方面,構件生產模臺尺寸一般為4m×9m;在交通運輸方面,預制構件一般用重型半掛牽引車運輸,車長13.0~17.5m、車寬2.5~2.6m,而根據我國目前的運輸管理規(guī)定,車貨總高超過4m、總寬超過2.55m、總長超過18.1m,有其中一種情況即屬于超限運輸。因此,超寬、超高運輸需要提前做好路線調查和申請。從構件制作、運輸、吊裝等方面綜合考慮,桁架預制板寬度不宜大于2.4m(不含出筋),不應大于2.5,包含外露鋼筋時寬度不宜大于3m;桁架預制板的跨度不宜大于6m。因此,由于運輸條件的限制,尺寸較大的預制板塊需分割成若干塊板片在現場進行拼裝。
桁架預制板的寬度一般取300mm為模數,如可取1200mm、1500mm、1800mm、2100mm、2400mm等,其寬度應盡量取大值,以減少吊裝次數。同時,較大房間所用桁架預制板應按等寬進行拆分,而較小房間所用桁架預制板則盡量不要拆分,可采用一塊板形式。這可以減少桁架預制板規(guī)格的數量,提高生產模具的重復利用率,降低建造成本。
四 接縫
疊合樓板可以使用3種預制方案:密拼縫疊合板、整體式接縫疊合板和無接縫雙向板。
當預制板之間采用密接縫時,宜按單向板設計。采用密拼縫做法的疊合板預制底板側面不出筋,生產模具重復利用率高,起吊脫模方便,工藝更容易實現標準化,有利于降低成本和提高效率。在施工現場,可避免相鄰預制板側鋼筋發(fā)生碰撞的問題,并減少了后澆帶支模工序,可加快施工進度,縮短工期。但密拼縫做法整體性較差,處理不當容易產生裂縫,影響觀感,可選擇在有吊頂的房間使用。
密拼接縫處的預制板不出筋時,需在預制板面上的現澆層內設置附加筋,面積不宜小于預制板中該方向鋼筋面積,直徑不小于6mm,間距不大于250mm,伸入兩側現澆混凝土中的錨固長度不應小于15d。
后澆帶拼縫主要應用于雙向疊合板,樓板整體性較好,一種情況是雙向板之間連接使用,另一種情況是為了避免裂縫而采用后澆帶的連接方式。但由于采用后澆帶拼縫時,預制板需要四面出筋,不利于工業(yè)化生產,運輸吊裝過程中鋼筋容易碰撞變形。施工現場需要增加工序,在后澆帶拼縫處設置模板,增加施工難度和工期。接線盒等預埋件需要規(guī)避后澆帶,相鄰板側的出筋需要偏位以避免鋼筋碰撞,設計階段協(xié)調工作量有所增加。
后澆帶兩側板底縱向受力鋼筋可在后澆帶中焊接或搭接連接,當采用搭接連接時,如下圖所示:
當直錨長度不滿足時,也可彎錨:
結語 裝配整體式混凝土結構的應用比例越來越高,在未來有著逐步取代傳統(tǒng)現澆混凝土結構的趨勢。這是在政府主導下的產業(yè)升級,有利于降低建筑行業(yè)的勞動密集程度,符合綠色建筑的發(fā)展趨勢。在鋼筋桁架混凝土疊合板設計時,要綜合考慮生產、運輸、吊裝及施工各個環(huán)節(jié)的因素,選擇合適的鋼筋桁架型號及鋼筋排布方式,合理確定疊合板的拆分方案,充分發(fā)揮裝配式建筑的優(yōu)勢。
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