预制板槽型连接装置研究

2019-03-12钱至棽

福建建筑 2019年2期

钱至棽

(福建省厦门第一中学福建厦门 361003)

0 引言

近年来，我国的装配式建筑发展方兴未艾，但楼板施工工艺的进步还不大。为保证楼板的整体性，装配式建筑楼板普遍采用预制板加叠合层的做法，预制板仅起到叠合层混凝土底模的作用，楼板上半部分的施工仍需现场绑扎钢筋、浇筑混凝土。其次，预制板相互间的连接采用“胡子筋”搭接方式，在生产、施工的各个环节都极易被有意无意破坏，达不到设计要求。

对于建筑楼板的传统施工方法，建设者们也进行了较多探索，但大都没有改变叠合楼板做法，只是改进了梁板连接方式[1-3]。查阅近年公开的专利文献可知，相关方面的专利或多或少存在相邻预制板咬合困难、销钉不易定位，且采用新型连接方式存在用钢量增加量大、二次浇筑混凝土量大等缺点。

能否将楼板在工厂一次预制到位，现场只需进行预制板的安装固定？经过不断摸索，笔者研发了“预制板槽型连接装置”，以下是该装置的总体思路、实施方案、有益成效、设计实例简述。

1 总体思路

当前的预制板生产技术相对成熟，能做到大批量、自动化生产，成品质量有保证。将普通的钢筋混凝土楼板分解成标准板块，在工厂一次成型。预制板运到现场后，用一种搭扣将预制板拼接起来。

需要解决的问题主要是连接问题，即如何实现预制板之间的连接，以及板梁之间的连接。总体思路是预制板设置搭扣，并采取特殊的预制板布置方式，使梁及其两侧预制板通过搭扣的耳板、销钉及梁顶栓钉、梁顶钢筋、后浇自密实混凝土连成整体，实现三者间的有机连接。

2 实施方案

该装置如图1所示，由搭扣、锚筋、销钉组成，搭扣、锚筋成对预埋于预制板两端。预制板现场就位后，插入销钉，浇筑拼缝混凝土，即完成楼板的施工，实现楼板与主体结构的可靠连接。下文是该装置技术方案的详细介绍。

图1 槽型连接装置散开图

2.1 各部件做法

2.1.1左、右搭扣

左、右搭扣如图2～图3所示，横断面均为槽型，右搭扣略小，可嵌入左搭扣内。搭扣由上、下耳板及立板3部分组成，可采用钢板焊接，也可采用定制槽钢制作。

图2 左搭扣三视图

图3 右搭扣三视图

上、下耳板型体尺寸相同，为轴对称梯形，外沿在不影响耳板受力的条件下削切处理成圆弧状，中间开设长圆形销钉孔，左搭扣长圆孔纵向平行于立板，右搭扣则垂直于立板。耳板的等效强度不应小于预制板对应纵向受力钢筋的设计强度，即“等强代换”后的耳板横截面有效面积不应小于板受力钢筋面积。立板为矩形，板厚应大于上、下耳板，轴对称设置2个锚筋孔。

由于预制板左、右端的搭扣是成对配置，相应地，梁两侧的预制板搭扣也是成对配置。左、右搭扣的销钉孔设计成相互垂直的长圆孔，孔径大小考虑了混凝土预埋件及混凝土预制构件的安装施工误差，可保证预制板在现场较轻松完成就位。

2.1.2锚筋、销钉

左、右搭扣各设有2根锚筋，分别插于左、右搭扣的立板上，做法如图4所示。

图4 锚筋示意图

锚筋可采用带肋钢筋制作，其直径、长度应由计算确定。锚筋由锚筋杆体、球缺锚头、螺栓锚头3部分构成。其中，位于立板处的锚筋杆体一端经熔化镦粗处理后形成球缺锚头，另一端则预先攻牙。搭扣预埋时，先将锚筋由搭扣槽口内向外插入立板上的锚筋孔，再将锚筋拉出，使球缺锚头紧贴立板，之后旋上螺母或锚固板，形成螺栓锚头。

如能保证预制板生产、运输、就位时不破坏锚筋的螺栓锚头，锚筋也可反向插入立板，将带螺纹的一端插入立板，旋紧螺母，其他做法不变。这样，只要保证锚筋定位准确，槽型搭扣可待预制板在现场就位时再安装。

销钉外形与普通铆钉相似，但端部做倒角处理，可采用常见的半圆头铆钉，并将钉脚切削倒角成型。也可采用带肋钢筋切割、熔化镦粗、切削倒角制作。有需要时，也可将销钉改为同尺寸螺栓，并配备相应尺寸螺母。

2.2 预埋做法

预制板在工厂浇筑前应预埋“槽型连接装置”。左、右搭扣成对设置，即预制板一端设置左搭扣，另一端对应设置右搭扣。搭扣应设于预制板支承端板高度方向中线，设置的数量应经计算确定，每端不少于2个，做法如图5所示。

图5 左、右搭扣预埋示意图

预埋时，先将锚筋插入立板，旋上锚筋螺栓锚头的螺栓，将搭扣放入已绑扎安放的板钢筋内，用铁丝将搭扣绑紧固定后，即可浇筑混凝土。

由于所有的预制板两端均成对设置左、右搭扣，预制板在现场安装时，梁左、右两侧的预制板正好有一对相对应的右、左搭扣一一配对，只需将梁左侧预制板的右搭扣嵌入梁右边预制板的左搭扣中，再将销钉插入销钉孔即可。

2.3 楼板整体措施

为保证楼板的整体性，在预制板的设计和预制板的排布方式等方面采取特殊做法，使梁及其两侧预制板通过搭扣的耳板、销钉及梁顶栓钉、梁顶钢筋、后浇自密实混凝土连成整体，保证楼板与钢结构的可靠连接，保证楼板水平力的有效传递。

2.3.1相邻柱网开间的预制板排板方向相互垂直

预制板采用“相邻柱网开间预制板排板方向相互垂直”的方式布置，下文举例说明。如图6所示，A、B、C、D为相邻的4个柱网开间，柱网尺寸为9m×9m，预制板尺寸为0.9m×3m。A开间预制板为东西向排板，即A1、A2、A3……支承于东西向梁上，而B开间则为南北向排板，即B1、B2、B3……支承于南北向梁上。C、D开间同理。

图6 预制板布置示意图

2.3.2同向首尾相邻的预制板错缝布置

槽型搭扣设于预制板支承端的1/4板宽处，同向首尾相邻的预制板的位置相差1/2宽度。如图6所示，A开间的预制板均搁在东西向梁上，A1、A3、A5……与A2、A4、A6……的位置均相差1/2板宽。这样，A2北端的第1个右搭扣插入A1南端的左搭扣，A2北端的第2个右搭扣插入A3南端的左搭扣，以此类推。这样，可保证预制板不会通缝破坏，保证预制板安装就位后楼板的整体性能。

2.3.3预制板长向设置企口

方式一、二做法大同小异，都是相互咬合的企口，下企口预埋有M16@400的栓钉，上企口相应位置预留栓钉孔，预制板就位后浇筑自密实混凝土固定。不同的是，方式一板横断面为“之”字形，预制板依次排开；方式二板横断面则有正T形和倒T形之分。

图7 预制板长向企口做法示意图

2.3.4局部二次浇筑混凝土

考虑到预制板尺寸一般为标准模数，而建筑开间尺寸不一定为标准模数，预制板排布后剩余的部分采用现浇。因预制板错缝布置，出现首、末块预制板为1/2板宽时，可定制异型预制板，也可局部现浇。此外，建筑的楼、电梯间以及建筑平面角部等处，是楼板水平方向的薄弱环节，也可局部现浇。这些位置范围小，混凝土数量很少，采用混凝土现浇不会干扰大面积施工作业。

由于梁两侧的预制板两两成对连接，当预制板端部对应的梁另一侧为单向预制板的长向，或为建筑外沿、楼电梯洞口边时，预制板支承端无对应的相邻预制板与其连接，可将相应的搭扣预设于梁上，实现预制板支承端的连接固定。

楼板采取上述加强措施后，可实现楼板整体性能，保证楼层水平力的有效传递。

2.4 安装就位

预制板运至现场后，即可进行吊装。先铺设一侧的预制板，再将相邻预制板吊装至对应位置。当左、右搭扣的销钉孔对齐后，将销钉插入，即完成一组连接装置的固定，其余亦然。梁板连接示意图如图8所示。

图8 梁板连接示意图(渲染)

一般情况下，预制板安装就位后，板边拼缝的混凝土不会马上浇筑，但由于预制板搭扣的销钉已插入销钉孔中，预制板已完成临时固定，所以，需要时，也可将销钉改为同尺寸螺栓，现场锁紧螺母使相邻预制板搭扣的耳板紧密结合。当完成梁板边界缝的自密实混凝土浇筑后，即完成了楼板的装配施工。

2.5 其他

该装置可用于装配式混凝土结构建筑楼板，也可应用于装配式钢结构建筑楼板。

但高中生之间应该会先问就读的高中，再问念几年级。这种问法既不是为了称呼，也不是应酬话，只是单纯想知道而已。对于想进一步认识对方而言，是一个重要且必经的阶段。

此外，该装置亦可应用于装配式混凝土建筑混凝土预制梁，除了装置各部件尺寸应按需设计外，做法与预制板大同小异，也是成对设置于梁支承端。预制梁支座两侧的预制梁，可通过搭扣两两连接(搭扣耳板可按需设置栓钉)，浇筑自密实混凝土后，即实现预制梁的连接。槽型搭扣可按实际需要水平设置(耳板水平放置)，也可竖向设置(耳板竖向放置)。2种方式各有优缺点，相对而言，耳板竖向放置更符合梁受力方式，连接处二次浇筑混凝土也更方便。

3 有益成效

上述是“预制板槽型连接装置”实施方案，该装置已向国家知识产权局申报发明专利。该装置改变了现有的混凝土楼板叠合做法，解决了该做法存在的工序繁、工期长、精度差及质量低等问题，克服了近年来相关探索存在的相邻预制板咬合困难、销钉不易定位、用钢量大及现场浇筑混凝土量大等缺点，具有受力合理、制作简单、安装快捷、储存运输方便、造价节省等优点，其主要创新点：

(1)率先提出预制板搭扣连接的装配方式。预制板间的相互连接，采用“槽型搭扣搭接、插入销钉、浇筑板拼缝自密实混凝土”的方式，是预制板连接方式的创新。

(2)预制板采用“相邻柱网开间预制板排板方向相互垂直、同向相邻预制板错缝”的方式布置，是预制板布置方式的创新。

(3)锚筋与槽型搭扣采用插孔连接，连接装置各部件可拆、可合，是预埋件结构型式的创新。

(4)钢筋端部熔化、镦粗形成球缺锚头，是钢筋机械锚固方式的创新。