■ 中鐵十八局集團北京中鐵大都工程有限公司 武靜

1.引言

隨著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展進程的加快，高能耗、高污染的傳統(tǒng)現(xiàn)澆建造方式將會被新型預制施工方式所替代，成為建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向[1]。預制裝配式疊合樓板在吊裝過程中梁的縱筋擋住預制疊合板內(nèi)伸出部分的鋼筋，影響底板的鋪設，即出現(xiàn)梁的縱向肋和預制底板肋相互交叉干擾的現(xiàn)象，影響施工的進度與效率，也違背了綠色建筑和綠色節(jié)能的初衷。為解決上述問題，本文提出一種裝配式預制疊合板節(jié)點構(gòu)造方法，該方法不僅提高了疊合板制作效率，而且在疊合板吊裝就位時，避免了縱向鋼筋與兩端梁內(nèi)鋼筋的碰撞，避免疊合板無法就位的問題。為驗證新構(gòu)造節(jié)點方法疊合板的承載力，本文還通過試驗，對新型鋼筋混凝土疊合板的承載能力和變形特征進行了研究。

2.新型預制疊合板節(jié)點構(gòu)造

新型預制疊合板下層使用帶有主肋的預制板，上層是具有負彎矩加強和結(jié)構(gòu)加固的混凝土現(xiàn)澆層。由預制層的縱向鋼筋、橫向鋼筋、架立筋以及現(xiàn)澆層的構(gòu)造鋼筋形成疊合板的鋼筋骨架，縱筋為預制層的縱向鋼筋，搭設下層的鋼筋骨架時，在靠近板的兩端處截斷縱筋，并在縱向鋼筋截斷處連接鋼筋接頭并固定在縱筋端部。鋼筋接頭一端與預制層縱向鋼筋連接，另一端與鋼套筒連接，并用預埋盒或透明膠帶加以覆蓋包裹。

鋼筋骨架分為兩個部分。一部分是在預制工廠完成由縱向鋼筋、橫向鋼筋以及架立筋構(gòu)成，工廠澆筑混凝土形成預制層；另一部分是在現(xiàn)場架設現(xiàn)澆層構(gòu)造鋼筋構(gòu)成，在現(xiàn)場澆筑混凝土形成現(xiàn)澆層。

3.新型疊合板試驗研究

3.1 試件的設計與制作

（1） 試驗板型選取

根據(jù)國家建筑標準設計圖集《156366-1桁架鋼筋混凝土疊合板(60～厚底板)》中列出的標準板式試件，試驗選取單向板，表1為此次試驗的底板板型，圖1分別為現(xiàn)澆板型、常規(guī)出筋板、帶套筒出筋板、不出筋板配筋圖。

表1 預制底板規(guī)格

圖1 各類板型配筋圖

根據(jù)圖集要求，預制底板厚度為60mm、后澆混凝土疊層厚度為70mm。預制層和疊合層均選用C30混凝土。除鋼筋桁架腹桿鋼筋選用HPB300外，其余鋼筋均選用HRB400，混凝土保護層厚度為15mm。鋼筋混凝土桁架疊合板板沿跨度方向配筋為C8@200，沿板寬度方向分布鋼筋為C8@200。根據(jù)圖集要求，選用A80桁架，即上弦和下弦的直徑分別為10mm、8mm，腹桿鋼筋直徑為6mm的HPB300鋼筋，桁架高度為80mm。

3.2 試驗測量內(nèi)容及測點的布置

撓度作為試驗觀察和測量的主要對象，可以準確地反映出試件在荷載作用下的變形情況。考慮到板的寬度較大，所以在進行位移計的安裝與撓度測量時，在跨中布置四支百分表，測出試驗板跨中的最大撓度值?？紤]到板的對稱性，把百分表設置于板底跨中面對角線的中點。

在試驗過程中，應充分考慮支座沉降對試驗位移測量所產(chǎn)生的影響，在構(gòu)件支座的兩端設置兩個位移計。相關表的平均值是每個部分的最終偏差值。該測試中使用的千分表的量程為50mm。

3.3 試驗加載方案

為盡量滿足均勻加載的要求，防止由于堆放不合理導致各個質(zhì)量塊之間相互作用，因此在開始測試時，需根據(jù)質(zhì)量的大小，在各個質(zhì)量塊（20cm×15cm×15cm）之間預留一定的空隙。此次試驗采用標準的質(zhì)量塊進行加載，每個質(zhì)量塊為25kg，單個質(zhì)量塊在板上產(chǎn)生的荷載重量為0.25kN。試驗質(zhì)量塊加載如圖2所示。

圖2 質(zhì)量塊加載

在確認儀器正常后開始正式加載，質(zhì)量塊將根據(jù)整個板上的劃分網(wǎng)格進行布局。在測試正式開始之后，根據(jù)測試過程需要確定負載每個階段的增加量。每次加載完成后，等待10分鐘～15分鐘后質(zhì)量塊完全變形，裂紋穩(wěn)定發(fā)展。讀取相關數(shù)據(jù)，觀察并測量裂縫寬度，記錄偏差并收集鋼筋應變數(shù)據(jù)。

質(zhì)量塊采用平鋪形式布置。試驗前期，每個階段的每個部分加入一個質(zhì)量，總共25個質(zhì)量，均勻分布載荷為1.39kN/m2。當載荷加到6級時，每級變?yōu)?5個質(zhì)量，均勻分布載荷為0.83kN/m2。

3.4 試驗結(jié)果與分析

試驗中設計了四種不同類型的板，分別為現(xiàn)澆板型、常規(guī)出筋板、帶套筒出筋板、不出筋板，它們的尺寸保持一致，均為3000mm×1500mm×130mm。其中，疊合板現(xiàn)澆板型、常規(guī)出筋板、帶套筒出筋板三類為不同構(gòu)造的疊合板，比較縱向鋼筋處理方法對疊合板力學性能的影響。

圖3 各類疊合板荷載—撓度曲線

從圖3可以看出，常規(guī)出筋板、帶套筒出筋板、不出筋板配筋圖三類疊合板處理方式在破壞形態(tài)上基本一致，撓度變化規(guī)律也基本相同。帶套筒出筋板最終的撓度值要大于常規(guī)出筋板、不出筋板撓度，但由于其中帶套筒出筋板采用套筒處理方式，在澆筑混凝土時的失誤使得板厚存在誤差，導致最終撓度存在一定微小差異，但大致?lián)隙茸兓?guī)律基本相同。當施加相同荷載時，這三類疊合板跨中撓度值遠小于現(xiàn)澆板跨中撓度值，現(xiàn)澆板的最終跨中撓度值是疊合板的2.8倍。結(jié)果表明，與現(xiàn)澆板相比，疊合板具有良好的裂縫控制能力和抵抗變形的能力。

4.結(jié)論

本文對一種新型裝配式預制疊合板節(jié)點構(gòu)造方法進行了研究分析，避免了疊合板吊裝時縱向鋼筋與兩端梁內(nèi)鋼筋骨架發(fā)生碰撞問題，對實現(xiàn)綠色節(jié)能施工具有重要意義。為驗證采用新構(gòu)造節(jié)點方式疊合板的承載能力，通過力學性能試驗，分析了三塊試驗疊合板及現(xiàn)澆板的荷載—撓度試驗現(xiàn)象，得出以下結(jié)論：

（1）帶套筒疊合板在荷載撓度曲線上與傳統(tǒng)的出筋疊合板基本一致，經(jīng)試驗驗證，只要使疊合板的板端具有足夠的受剪承載能力，采用套筒處理疊合板底板伸出縱向鋼筋的方式對疊合板的承載能力基本無影響。

（2）從疊合板與現(xiàn)澆板的荷載撓度曲線圖可以得出，施加相同的荷載時，三類疊合板跨中撓度值遠小于現(xiàn)澆板跨中撓度值，現(xiàn)澆板的跨中撓度值約為疊合板的2.8倍。因此說明，疊合板與現(xiàn)澆板相比，更具有良好的裂縫控制能力和抵抗變形的能力。