应用于装配式钢筋混凝土变电站的密肋夹芯楼盖设计

李思思

【摘 要】近年，各城市住建局均逐步发布了有关装配式建筑项目的专项规划，为响应国家及电网公司的要求，装配式变电站建设模式在全国迅速发展，正以不可阻擋的趋势取代传统建设模式，成为变电站建设的主流模式。本文结合已建成的工程，针对可适用于装配式钢筋混凝土变电站的密肋梁夹芯楼盖进行分析。

【关键词】装配整体式钢筋混凝土变电站;密肋梁夹芯楼盖

中图分类号： TU398.9 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）21-0027-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.012

1 工程概况

110kVxx变电站位于深圳市龙岗区坪地街道高桥地区，[1-2]站内主要布置一栋配电装置楼，地上三层，地下一层，主变设于首层，建筑高度19.80m。配电装置楼采用安全等级为二级的装配整体式钢筋混凝土框架结构，1.50m层及以下的梁板柱为现浇，其余1.50m以上梁、板、内墙、外墙采用预制构件装配成整体的结构。

[3]对于1.5m层以上构件，柱为整体预制，梁端与柱连接节点为现浇;梁采用预制叠合梁设计，楼板采用密肋夹芯楼板，外墙采用预制外墙板，内隔墙采用ALC蒸压加气混凝土轻质隔墙板，楼梯板为整体预制构件。

[4]本工程采用PKPM-satwe4.0结构计算软件进行整体模型计算。GIS室、蓄电池室等设备间及跨度较大的屋面楼盖厚度采用280mm。计算时考虑该配电楼为装配式体系，对构件内力考虑1.1放大系数。

由于篇幅所限，本文主要讨论适用于装配式钢筋混凝土变电站的楼盖形式。

2 常用的装配式钢筋混凝土变电站楼盖类型

楼盖体系是装配式建筑的主要组成部分，其合理选型对整个建筑的工程造价和施工效率都具有重大影响。装配整体式楼盖结构采用“湿连接”为主要连接方式，具有较好的整体性和抗震性，本文主要讨论装配整体式楼盖。

已有较为成熟装配整体式楼盖体系有常规的钢筋桁架混凝土底模叠合板，以及本文讨论的新型的装配整体式双向密肋夹芯楼盖。

2.1 钢筋桁架混凝土底模叠合板

[5]钢筋桁架混凝土底模叠合板为利用钢筋混凝土楼板的上层、下层纵向与连续弯折的腹筋组成的钢筋桁架结合筋，结合预制层混凝土，组成一个在施工阶段不需要模板的能承受施工荷载的结构体系。组合板分为工厂预制和现场浇筑两部分，钢筋桁架在工厂通过专业全自动焊接成型，浇筑混凝土养护达到强度后将其运到现场进行安装就位，再在预制构件上浇筑叠合部分，当叠合部分凝结完成达到预期强度后与预制构件将形成一个整体，共同承受外荷载作用。

钢筋桁架混凝土底模组合板的预制底板在工厂进行机械化流水作业，减少了施工现场的钢筋绑扎，预制底板在施工阶段可以作为操作平台并具有充当叠合层浇筑时底模的作用，减少了施工现场部分繁琐的模板工程。

2.2 装配整体式密肋夹芯楼盖

[5-6]装配整体式双向密肋夹芯楼盖是在上述叠合梁的基础上，增加夹层轻质填充物的一种新型叠合板形式。楼盖由预制混凝土底板、现浇混凝土密肋梁、轻质填充物及现浇混凝土面层组成。工厂预制70厚混凝土底板则作为施工期整体模板，聚苯板填充物在施工过程中起着密肋梁侧模的作用，通过60厚的现浇钢筋混凝土面板实现构件“湿连接”及板面荷载传递，最后形成整体叠合楼板共同受力。

装配整体式双向密肋夹芯楼盖的施工方法如下：工厂按图纸铺设混凝土模板→工厂内进行密肋梁定位放线→工厂内绑扎密肋梁钢筋笼→工厂内对70厚混凝土底板进行浇筑→预制构件及夹层聚苯板填充物运往现场→建筑现场拼装聚苯板作为密肋梁侧模→布置预埋管线及开洞→浇筑密肋梁及60厚楼板面层→混凝土养护→形成新型装配整体式双向密肋梁夹芯楼盖。具体做法如图3所示。

结合变电站建筑跨度大，设备荷载重的特点，本工程楼板采用密肋夹芯楼盖。

3 密肋夹芯楼盖受力分析

对于密肋夹芯叠合楼盖现浇面板受力及配筋设计可按常规现浇板进行设计;

楼盖内设的聚苯板仅作为密肋梁及现浇面板支模使用，不考虑受力作用。

[6]密肋夹芯叠合楼盖叠合板的平面内抗剪、抗拉和抗弯设计理念来源于空心楼盖体系。对密肋梁受力情况进行分析，楼楼构件开裂之前，剪力几乎全部由混凝土来承担，密肋梁纵筋和箍筋的应力很低。当斜裂缝开始出现时，混凝土逐步退出工作，开裂处各箍筋开始发挥作用，钢筋的应变开始相继增大，出现了应力重分布现象。随着裂缝的开展，混凝土完全退出工作，箍筋钢筋开始成为剪力的主要承担者，箍筋应变发生突变，随后箍筋应变开始稳定增长。

当试件达到极限承载力时，纵向受拉钢筋都达到了屈服应变，构件变形表现出了一定的延性，表明试件的破坏属于弯剪破坏。

预制底板上的混凝土应变图形显示，远离密肋梁的方向应变逐渐减小而后大致趋于平缓，说明预制底板在靠近密肋梁的范围内能更多地参与密肋梁的受力，在远离密肋梁的范围其参与工作能力有所减弱，出现剪力滞后现象。

4 密肋夹芯楼盖与传统装配式楼盖相较优势

（1）密肋夹芯楼盖内设聚苯板填充物，因此，楼盖的保温、隔热性能比预制实心叠合楼盖好，作为南方炎热地区屋面板使用时，对布置与屋面下方设备空间非常有利。

（2）密肋夹芯楼盖通过中间设轻质材料的方式，增大构件计算高度，使材料充分发挥它的结构功能，受力性能更合理。同时轻质填充物使得楼盖自重更轻，更适合应用于大跨度工业厂房。

（3）密肋夹芯楼盖由于楼板内有轻质聚苯板填充物，节省混凝土用量，从而使楼盖自重相应减轻，承担其荷载的钢筋也减少10%左右，竖向结构构件（墙、柱）材料也可减少8%左右，经济性良好，符合装配式建筑低碳、低消耗的产业理念。由于混凝土预制构件自重减轻，也方便预制件现场吊装。

（4）针对变电站电气设备运行中产生的震动问题，除密肋梁楼盖本身具有的减震能力外，叠合板内填塞聚苯板材料有隔音和减震作用，可提高楼板的隔音和减震的能力，有效地减小楼板的震动

5 结论

装配整体式密肋夹芯楼盖是一种工厂预制底模、夹芯聚苯板与现浇面板、密肋梁相结合的新型夹芯楼盖体系，预制板既是楼板一部分，也作为叠合板的永久性模板，减少现场支模工作量，施工简便、施工效率高。现浇面板“湿链接”方式使得结构具有更好的抗震性、整体性。叠合板夹芯加入聚苯板使得楼盖刚度大、自重轻，便于预制构件现场吊装，适用于多高层工业与民用装配整体式建筑物，具有良好的应用前景。

【参考文献】

[1]《35kV～110kV变电站设计规范》GB50059-2011.

[2]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）.

[3]《预制装配整体式钢筋混凝土结构设计规程》SJG18-2009.

[4]《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）.

[5]《装配式混凝土结构连接节点构造》G310-1～2.

[6]《现浇混凝土夹信楼盖技术规程》JGJ/T268-2012.