趙祝祥，王煒貴，侯凌云

(中建二局第一建筑工程有限公司,北京 100176)

0 前 言

在我國，裝配式建筑有著悠久的歷史。甚至預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)在我國已經(jīng)使用了近半個世紀(jì)。自20世紀(jì)50年代中國提出建筑產(chǎn)業(yè)化口號以來，由于我國各種不利因素的影響，裝配技術(shù)一直比較落后。近年來，我國裝配式混凝土技術(shù)在借鑒國外先進技術(shù)和政府支持下得到了迅速發(fā)展。國內(nèi)學(xué)者對疊合板的許多工藝進行了大量的研究。然而，由于疊合板尺寸的限制，對疊合板開裂的研究很少。本文介紹了疊層板的生產(chǎn)工藝，并對疊層過程中的開裂問題進行了研究。闡明了疊合板尺寸對其開裂的影響，完善了施工工藝。

1 項目概述

項目為四川省成都市金牛區(qū)住宅用地，占地面積53 870 m2，建筑面積152 744 m2。2～10號住宅樓墻、柱、梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆，樓板結(jié)構(gòu)采用預(yù)制疊合板+現(xiàn)澆樓板。首先在工廠預(yù)制生產(chǎn)疊合板，疊合板運輸至施工現(xiàn)場進行吊裝，吊裝完成后再進行上部現(xiàn)澆層施工[1]。

2 裝配式建筑結(jié)構(gòu)中的疊合板施工技術(shù)

2.1 施工工藝及問題

①在用60 mm高側(cè)模生產(chǎn)疊合板時，疊合板經(jīng)吊裝后厚度往往超過60 mm,不符合使用要求；②按安裝面積安排生產(chǎn)計劃時，層壓板的種類每天生產(chǎn)的都是不同的，工人需要反復(fù)熟悉圖紙，這不僅容易出錯，而且會降低生產(chǎn)速度，實際生產(chǎn)數(shù)量通常不符合計劃的要求；③構(gòu)件的尺寸和支點對構(gòu)件的開裂彎矩和板內(nèi)最大彎矩有影響。設(shè)計人員缺乏這方面的理論研究。生產(chǎn)過程當(dāng)工人在漏斗中澆筑混凝土?xí)r，不能準(zhǔn)確地確定混凝土的用量?；炷劣昧客^多，造成板厚超過60 mm。這些人造板可以增強建筑的可持續(xù)性，減輕重量，因為有可能實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，因此顯示出新的商機。桁架由不銹鋼絲和鋼筋網(wǎng)連接。隨著桁架厚度的增加，桁架與疊合板表面的距離H減小。安裝層壓板后，在其上方布置鋼筋和管道。管道有時需要穿過桁架和層壓板之間。當(dāng)H小于管道直徑D時，管道不能安裝；另一方面，隨著層板厚度的增加，上部現(xiàn)澆板的厚度會減小，可能出現(xiàn)松動現(xiàn)象。解決方案：用于澆筑的漏斗是一個規(guī)則的幾何圖形。根據(jù)不同的高度，可以準(zhǔn)確計算出漏斗的容積。根據(jù)漏斗的這一特性，技術(shù)人員對漏斗進行了修改。技師用相應(yīng)的記號標(biāo)記漏斗內(nèi)部，以指示此高度處漏斗的體積。此外，技術(shù)人員計算每種類型的層壓板，并將每個面板的體積添加到生產(chǎn)計劃中。在混凝土澆筑過程中，工人能準(zhǔn)確掌握混凝土的用量。最后，對職工進行專業(yè)培訓(xùn)，提高技術(shù)水平和責(zé)任心，加強管理，減少人為失誤。在設(shè)計階段完善生產(chǎn)計劃，設(shè)計師通過施工圖按單位模數(shù)分解層板時，構(gòu)件種類較多，分解層板施工圖如圖1所示[2]。

圖1 疊合板示意圖(單位：mm)

當(dāng)生產(chǎn)計劃根據(jù)每層安裝區(qū)域的位置來安排時，工人每天生產(chǎn)的層板類型是不同的。技術(shù)人員需要反復(fù)指導(dǎo)工人的工作。工人熟練程度低導(dǎo)致生產(chǎn)率低，無法按計劃生產(chǎn)層壓板。另一方面，鋼筋的種類和數(shù)量桁架容易出錯，導(dǎo)致疊合板質(zhì)量達不到要求，無法運到施工現(xiàn)場安裝。層壓板被送回工廠重新預(yù)制，這需要時間和精力且增加成本[3]。

解決方案：設(shè)計部門根據(jù)圖紙重新分解構(gòu)件，盡可能優(yōu)化層板尺寸。與原設(shè)計方案相比，減少了疊合板的種類。在對每個地板構(gòu)件進行拆分時，將每個層壓板的模型與其對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)層進行匹配，實現(xiàn)模具的標(biāo)準(zhǔn)化，提高模具的使用率。在安排生產(chǎn)計劃時，以三到五層為一個生產(chǎn)周期。采用柱、梁、頂、墻預(yù)制構(gòu)件體系的住宅建筑預(yù)制技術(shù)[4]。

2.2 預(yù)制建筑模塊

至少預(yù)制兩個側(cè)壁、天花板和地板。在建筑模塊的一個實施例中，墻壁、天花板和地板各包括一層薄的、連續(xù)的類似混凝土的材料層，該材料層的一個表面嵌入有間隔的、開口的腹板梁。兩個側(cè)壁、天花板和地板與向外延伸的桿梁組裝在一起，并彼此剛性連接，例如，通過將桿梁的端部焊接到彼此上，從而形成剛性的箱形建筑模塊。建筑模塊可以通過放置一層建筑模塊而形成建筑，其中每個模塊的一個側(cè)壁與不同模塊的一個側(cè)壁相鄰但彼此隔開。將混凝土澆筑到相鄰建筑模塊的側(cè)壁之間的空間的一部分中，以便在相鄰側(cè)壁之間形成支撐柱，支撐柱由從一側(cè)向外延伸的桿梁加固[5]。

地板和屋頂系統(tǒng)，考慮了預(yù)制鋼筋混凝土板和部分預(yù)制鋼筋混凝土接縫，在本研究中，建議使用特殊類型的預(yù)制墻板。本文考慮了具有特定構(gòu)造的預(yù)制柱、梁和樓梯單元。特別強調(diào)了各種接頭和連接，并對其細(xì)節(jié)進行了討論，并對預(yù)制系統(tǒng)與傳統(tǒng)施工單位的施工成本進行了比較。最后，確定大規(guī)模采用這種預(yù)制系統(tǒng)最終將導(dǎo)致相當(dāng)大的成本降低，并增加了執(zhí)行速度的優(yōu)勢。設(shè)計師首先劃分每層的安裝面積，然后計算疊層板的類型和數(shù)量。當(dāng)技術(shù)人員根據(jù)生產(chǎn)周期安排生產(chǎn)計劃時，同一類型的層壓板要在一兩天內(nèi)完成，并堆放在特定的地點。根據(jù)施工進度，將各區(qū)域的疊合板依次運至施工現(xiàn)場進行安裝。更改生產(chǎn)計劃后，由于同類型板材的重復(fù)生產(chǎn)，工人的熟練程度提高了，生產(chǎn)效率大大加快，由于減少了手工誤差，板材的質(zhì)量大大提高。層板生產(chǎn)完成后，質(zhì)檢人員發(fā)現(xiàn)層板底部沿寬度方向有一些裂紋，影響了層板的質(zhì)量。為了解決這一問題，技術(shù)人員對疊合板尺寸對其開裂的影響進行了理論計算分析和研究。理論計算：根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50010—2010)。在彎矩MIGK作用下，預(yù)制構(gòu)件縱向受拉鋼筋的應(yīng)力σslk可按式(1)計算：

(1)

式中，MIGK為預(yù)制構(gòu)件自重，預(yù)制樓板自重和疊合層自重標(biāo)準(zhǔn)荷載值所產(chǎn)生的彎矩值，KN·m;As為全部縱向普通鋼筋截面面積，m2;h01為預(yù)制構(gòu)件有效截面高度，m;σslk為預(yù)制構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力，kN。

取不同層板尺寸進行計算，以1 200 mm×300 mm層板為例。荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4.2 kN/m2，計算最大彎矩為0.945 kN·m。根據(jù)上述方法，在各種尺寸的板上進行計算。表1給出了不同尺寸層板對應(yīng)的最大彎矩值和開裂彎矩值。由上式及上表可知，當(dāng)板寬不超過300 mm時，不論板寬如何，疊合板的開裂力矩隨其長度而變化。板的長度和寬度都會影響板支架和板之間的最大彎矩。板寬小于300 mm時，板的縱橫比不應(yīng)超過6∶1。為了防止疊合板產(chǎn)生裂紋，在設(shè)計階段應(yīng)計算構(gòu)件的開裂力矩和最大彎矩，并嚴(yán)格控制構(gòu)件的長寬比。

表1 板面規(guī)格尺寸與彎矩分析表

3 結(jié) 論

通過預(yù)制構(gòu)件廠的施工實踐，針對生產(chǎn)過程中存在的問題，對混凝土澆筑漏斗進行了改造，完善了疊合板的生產(chǎn)方案。針對疊合板的開裂問題，研究了疊合板尺寸對疊合板開裂的影響，發(fā)現(xiàn)板長寬比對疊合板開裂有影響。面板的縱橫比不應(yīng)超過6∶1。一方面，漏斗和生產(chǎn)計劃的改進不僅提高了工人的生產(chǎn)率，而且提高了層壓板的質(zhì)量；另一方面，對疊合板尺寸的研究，為在設(shè)計階段深化板的劃分提供了理論依據(jù)。

[ID:013454]