某装配式教学楼项目叠合楼板深化设计

洪亮

摘要：预制构件的深化设计是装配式混凝土结构的重要组成部分，深化设计根据建筑、结构、机电、内装等专业的设计要求，结合构件生产和施工安装条件，综合各专业信息，对施工图纸进行完善、补充，将各种需求转换为可实施性的图纸，为构件工厂生产提供依据。本文通过某装配式教学楼项目的叠合楼板深化设计，把在深化过程中遇到的问题进行整理并提出解决措施，希望能给类似的设计提供借鉴。

关键词：装配式建筑;桁架钢筋混凝土叠合板;深化设计;预制构件加工图

1 项目概况

本工程为某中学教学楼，采用框架结构体系，地上5层。建筑功能主要为教室、办公室和实验室。一层层高为4.5m，其他层层高为3.6m。

根据当地政府对建筑产业现代化项目建设的要求，政府投融资新建的建设项目（学校、医院、博物馆、等）原则上应采用装配式建筑技术，且装配式建筑单体装配率不低于50%。本工程为政府投资的新建项目，因此采用装配式建筑技术，单体装配率满足当地政府对装配式建筑的要求。

2 叠合楼板拆分设计

本工程主体结构水平构件采用预制叠合楼板和预制楼梯。叠合楼板采用最常用的桁架钢筋混凝土叠合板，预制部分与现浇部分混凝土强度等级均为C30。

由于双向叠合板的板块与板块之间通过后浇带连接，预制底板需要四边出筋，模具需要四边开孔，且现场后浇带需要支设模板，工厂制作及现场施工均较单向叠合板复杂，效率低，故本工程采用后浇小接缝的单向受力板。

本工程预制底板的宽度以1800mm、2100mm、2400mm为主，预制底板的跨度小于5000mm。根据预制底板的宽度和跨度，及考虑设备管线预埋、钢筋铺设、施工误差等因素，其中预制底板厚度为60mm、70mm，后浇混凝土叠合层厚度为80mm，叠合板总厚度为140mm、150mm。钢筋桁架采用B90、B100规格，桁架钢筋沿主要受力方向布置，桁架钢筋距板边不大于300mm，桁架钢筋间距不大于600mm。

3 叠合楼板深化设计

装配式建筑与传统建筑在设计流程上的主要区别是增加了预制构件加工图设计阶段。预制构件加工图可由施工图设计单位设计，也可由他其它单位设计经施工图设计单位审核通过后方可实施。预制构件深化设计的深度应满足建筑、结构和机电等各专业以及构件制作、运输、安装等各环节的综合要求，做好预留预埋，完成构件在生产、运输、吊装、施工等环节的承载力验算。

预制构件加工图设计图纸主要包括预制构件平面布置图，预制构件模板图和配筋图，预制构件连接构造大样，预制构件材料明细表，预留预埋图等。

预制构件加工图设计应在结构施工图的基础上进行深化设计工作，深化设计文件应符合施工图阶段设计文件的要求，如需调整施工图设计文件，需经施工图设计单位同意。

结合本项目的叠合板的深化设计，在深化设计过程中应主要注意以下问题：

3.1 预制底板的宽度和配筋

叠合板深化设计应充分考虑运输、安装等条件对预制构件的限制，这些限制条件往往影响到预制构件

的尺寸和重量。预制底板的宽度不超过运输超宽的限制和工厂模台宽度的限制，一般宽度不宜超过2.4m，最大宽度不宜超过3m。

预制构件的种类应尽可能减少，提高构件的重复利用率，减少模具数量，提升模具使用效率，降低构件成本。预制构件的配筋宜减少钢筋间距种类，钢筋间距规格不宜多，便于工厂化生产和现场连接，宜采用100mm、150mm、200mm。同一项目中厚度相同的预制底板配筋间距应尽量一致，钢筋位置和间距不变，可通过调整钢筋直径调整配筋量，不同直径钢筋隔一放一，以提高模板利用率。

3.2 预制底板的编号

本工程预制底板的種类和数量非常多。每一个预制构件，因构件尺寸、构件配筋、框架柱切角位置、安装方向、预留预埋等条件的不同而不同，因此每一个不同的预制构件都应该有唯一的编号，否则将对预制构件在工厂的生产和现场安装产生直接的影响。

同时预制底板编号应有一定的规律性，对于构件尺寸及配筋均相同的构件，因预留预埋不同，或对称布置的构件，可通过附加符号区分微小区别，表示此类构件使用相同的模板，便于工厂生产。

3.3 预留孔洞及预埋件条件

预制底板上的预留预埋在深化设计中的准确性对预制构件的加工生产和施工阶段的施工安装都有直接的影响。

本工程机电专业在预制底板的预留预埋数量多，主要包括采暖立管、采暖总立管、消防立管、排水立管、给水立管、地漏、照明系统、应急照明、疏散指示照明、感烟探测器、火灾应急广播、摄像机等预留预埋条件。

预留孔洞及预埋件应避开桁架钢筋和钢筋位置，优先调整预留孔洞、预埋件的位置，实在无法避开时在调整钢筋的位置。因预留预埋的影响，考虑桁架钢筋距板边不大于300mm，桁架钢筋间距不大于600mm，会增加桁架钢筋的数量，同时相同构件尺寸的预制板，因桁架钢筋位置不同，侧模不同，减少模板的利用率，额外增加预制构件的成本。

当预留孔洞直径或边长不大于300mm时，受力钢筋绕过洞口，不得切断。当预留孔洞直径或边长大于300mm时，钢筋切断在洞口边增加补强钢筋，当孔洞位于预制底板中间部位，孔洞加强钢筋应伸出洞边满足锚固长度，当孔洞位于预制底板边角时，洞边加强钢筋不宜伸出预制板边。

预制底板拆分位置要考虑设备管线的预留，预留不要设置在预制底板拼缝处。

线盒预埋靠近预制板边缘时，吊装及运输过程中容易造成线盒破损，设计时应尽量避免线盒靠近预制板边缘。

通常风井洞口周边会有结构梁，但较小的风井会在楼板上直接设置矩形洞口，本工程风井未设置结构梁，直接在预制底板上开洞。开洞位置在叠合楼板边缘会造成叠合楼板桁架钢筋无法贯通，造成叠合板安装方向整体刚度较差。本工程风井开洞尺寸为650mmx1600mm，对风井开洞的预制板，采用较小的宽度，同时通过调整叠合楼板的拆分，使风井开洞位置位于叠合楼板中间，并通过调整吊点位置，使预制底板运输和吊装满足要求。

本工程主体结构竖向构件采用高精度免抹灰模板——铝膜，铝膜板需要在预制底板上预留施工放线孔和竖向传料孔，此预留条件应在深化前期提前与施工单位确定，否则会造成叠合板深化设计的大量修改。

3.4 异形的预制构件

因建筑功能需要，会出现刀把形等外形复杂的异形楼板。外形复杂的预制构件，需对安装、吊装、运输进行重点设计。因异形预制构件形状不对称，吊点设计需特别注意，使吊点受力合理，重心平衡，保证运输及安装过程中的安全顺利进行。异形预制构件为避免转角处产生应力集中，须采取加强措施，在转角处设置附加钢筋，为避免运输及安装过程中被拉裂，须增加临时拉结杆等措施，以保证异形预制构件的质量。

4 结语：

本工程的装配式建筑叠合楼板深化设计，结合本工程的特点，主要从现有常见的叠合楼板深化设计问题和后期施工问题进行剖析，提出深化设计阶段的主要注意问题及解决措施，最终提高叠合楼板预制构件深化设计的效率和质量，满足结构性能要求的同时，减小对预制构件的加工生产和构件装配施工带来的不利影响。

参考文献：

[1]装配式混凝土结构技术规程：JGJ1-2014，北京：中国建筑工业出版社，2014

[2]建筑工程设计文件编制深度规定（2016年版）：住房城乡建设部，2016

[3]桁架钢筋混凝土叠合板（60mm厚底板）图集号15G366-1，中国计划出版社，2015

[4]装配式混凝土结构设计规程：DB21/T2572-2019，沈阳，2019