混凝土叠合板预制底板脱模、吊装及施工阶段受力分析

2020-12-04郑俊雄

广东建材 2020年11期

郑俊雄

（厦门中建东北设计院有限公司）

住宅产业化是通过工业化生产方式生产住宅，以提高建设效率，降低建设成本[1]。在此趋势下，一些新型构件、新技术等应运而生。其中钢筋桁架混凝土叠合板便是这一势态下的优良产物。钢筋桁架混凝土叠合板是将钢筋桁架与混凝土底板浇筑一体形成预制部分，现场安装完成后，再浇筑叠合层混凝土形成整体受力的叠合楼板。作为一种新型的楼板形式，结合了预制板施工速度快和现浇板整体刚度大、抗震性能好的优点，发挥组合优势，表现出了良好的力学性能。目前国内外一些学者就钢筋桁架混凝土叠合板的力学性能、刚度以及拼接缝的力学性能等方面进行了有限元分析及试验研究，本文在此基础上结合实际工程案例对钢筋桁架混凝土叠合板满足脱模、运输、吊装和施工阶段的合理尺寸进行了分析计算，方便相关人员参考使用。

1 计算说明

1.1 叠合板平面布置图

图1 叠合板平面布置图

1.2 材料

预制板混凝土强度等级：C30，脱模时预制构件混凝土强度按设计值的70%考虑；钢筋：HRB400、HPB300。混凝土钢筋和弹性模量、轴心受拉压标准值和设计值根据现行规范[2]取值。

钢筋混凝土容重：26.5kN/m3；模板吸附力：150㎏/m2；合1.5kN/m2。

1.3 荷载

预制钢筋桁架混凝土叠合板脱模、存放及施工设计按如下荷载工况取值：

⑴预制叠合板脱模时，计算荷载取板自重+吸附力与1.5 倍的自重两者较大值。

⑵预制叠合板吊装时计算荷载取板自重1.5 倍。

⑶现场浇筑混凝土时，计算荷载取1.3 恒载+1.5活载，其中恒载为预制板自重+现浇混凝土自重，活载取2.0kN/m2。

2 桁架钢筋截面参数计算

由于钢筋桁架混凝土叠合板的特殊性，相关截面参数需同时考虑钢筋桁架与混凝土预制板，具有一定复杂性，且目前国家规范标准尚无钢筋桁架混凝土叠合板脱模、存放及施工阶段的相关计算公式，本文参照上海市地标《装配整体式混凝土住宅体系设计规程》[3]相关章节进行计算。以单根桁架钢筋和钢筋混凝土板组成的等效组合梁为单元进行计算，参考现有图集以及工程经验，取桁架钢筋间距B 为600mm 来进行分析，详见图2。

截面参数计算公式如下：

图2 桁架钢筋计算模型

3 容许值计算

4 计算结果分析

本文以实际工程经验，取起吊点以预制楼长度1/4位置的前提下，基于上述截面参数以及容许值计算方法，分别以桁架钢筋高度和上弦钢筋直径为变量，得到常用上下弦筋、斜筋、板内筋及桁架钢筋参数所对应的最大板跨长度，具体选用的桁架数据详见表1。

表1 钢筋桁架混凝土叠合板钢筋及高度数据

如图3、图4 所示，根据理论数据对比，得出以下结论：

⑴上下弦筋、斜筋和板内筋不变，仅改变桁架高度（即上弦筋和下弦筋的形心距离）的情况下，随着高度增加叠合板的悬臂长度呈减小趋势，所能承受的板跨长度减小。

⑵下弦筋、斜筋、板内筋及桁架高度一定，仅改变上弦筋直径时，随着上弦筋直径变大，叠合板可悬挑长度增加，即板跨可以更大。

⑶通过理论公式计算，增加桁架上弦钢筋高度反而会限制预制板长度，这种情况是因为加大桁架钢筋高度，对于中性轴y0（含桁架钢筋合成截面）及惯性矩Ix数值增加很小，基本没影响，但是桁架上弦钢筋距离中心点位置按线性增大，中性轴上侧Wc变小，在悬挑板长度相同的情况下，挑板根部弯矩是一样，桁架上弦钢筋的内力增大，更加容易失稳。