装配式建筑板构件新型存储架研究及应用

罗志宏，孙常海

（中交浚浦建筑科技（上海）有限公司，上海 201601）

0 引言

目前，具有高效、节能、环保等优势的预制装配式住宅已经受到业内广泛的认可[1]。预制装配式住宅是在工厂里对结构中的外墙、阳台、楼梯及楼板等进行预制，再运至现场进行装配，与现浇主体组成完整的结构，有助于建筑施工的工业化和产业化的实现，是构建节能减排型社会的重要内容。

混凝土叠合楼板作为整体装配式结构其中的一种形式，其特点是以预制构件作为底板、在预制构件上配置钢筋，然后再叠合现浇一层混凝土，现场浇筑上部混凝土时，底部的预制构件充当模板，待上部叠合现浇混凝土达到其设计强度后与预制构件形成整体。相较于整体现浇楼板，叠合楼板能够实现工业化生产、缩短工期，并具有良好的整体性、抗裂性和抗震性[2]。

一般情况下，以1 个月为周转周期的PC 构件堆场面积至少为生产场地面积的2 倍[3]，而现有PC 构件厂的堆场面积普遍不足[4]，无法满足现有生产要求。板构件的堆放存在纵向空间利用不足的问题，为增加堆场的利用率，设计了一种更为高效的装配式板构件新型存储架。

1 装配式建筑板构件存储现状

1.1 堆场现状

通过调研采集了上海地区13 家装配式建筑构件厂堆放场地相关数据见表1。

表1 上海地区装配式建筑构件厂堆放场地调研数据Table 1 Survey data of stacking yards of prefabricated building component factories in Shanghai

由表1 可知仅有1 家堆场面积大于2 倍车间面积，堆场面积普遍偏小，由此可以看出堆场面积是制约构件厂产能释放的关键因素之一。

此外，13 家构件厂所用桁车最小起重高度为8 m，最小起重重量为15 t，由此可以看出构件厂所用桁车基本均可满足装配式板构件多层存储的条件。

1.2 堆放方式现状

当前国内装配式建筑构件厂主要有三种堆放方式。

1）平铺堆放

平铺堆放是PC 构件厂存储板构件最常见的方式，一般6 块堆叠为一堆，在堆场平铺铺排开来。该方式可方便取用构件，但对PC 构件厂的存储空间需求较大，需构件厂配备充足的存储场地[5]。

2）多层构件直接堆叠方式

为缓解储存压力，个别PC 构件厂采用增加板构件的堆放层数的方式，但超载堆叠增加了底部板构件出现开裂、断裂，造成返工修补甚至是报废的风险。

3）存储架堆放

某PC 构件厂设计了一种针对装配式建筑板构件专用的存储架，见图1。4 根方钢构成存储架的底部，4 根方钢构成堆放架的立柱，立柱内外两侧间隔布置支腿，将2 根方钢架设在支腿上以组成2 层、3 层的存储空间。该存储架制作、使用较为简单，可以有效提高堆场的利用效率，但增加了吊运工作，部分超宽、超长构件无法放入存储架中。

图1 存储架堆放Fig.1 Stacking with storage frames

综上，目前我国PC 构件厂仍普遍采用平铺堆放或多层构件直接堆叠的方式，存在单位面积存储量低、超载堆叠底部构件损坏问题。个别构件厂采用专门的存储架，但存储架的吊运效率和适用范围仍有待改进。

2 装配式建筑板构件新型存储架研究

为提高板构件的单位面积存储量，充分利用堆场纵向空间，保证构件质量和提高吊运效率，设计了一种新型存储架。新型存储架与一般存储架相比可成堆吊装板构件，提高了吊运效率。此外，新型堆放架第3 层不受架体立柱影响，超宽、超长构件可放置在第3 层，比一般存储架提高了适用范围。

2.1 尺寸分析

模数设计是存储架设计的关键点之一，因此要对装配式建筑板构件的尺寸进行充分分析[6]。根据某PC 构件厂6 个项目的生产数据，对装配式建筑板构件的尺寸分析见表2。

表2 某构件厂装配式建筑板构件尺寸分析Table 2 Size analysis table of prefabricated building panel component in a component factory

由表2 可得，87.5%的叠合板的宽度在2～3 m之间，长度在3～5 m 之间，以此作为堆放架尺寸大小的设计依据。以每层存储6 个3 m × 5 m ×0.06 m 板构件、重度为2 500 kg/m3计算，则每层重13.5 t，满足多数构件厂堆场桁车起重能力。

2.2 新型存储架设计

根据分析结果并结合实际用途设计了装配式建筑新型板构件存储架，示意图见图2、图3。新型存储架由专用吊具和架体两部分组成，吊具由4 根H125 型钢组成外框架，2 根H100 方钢作内支撑，增加吊具的整体性与强度。在扁钢上每隔300 mm 设置1 个孔洞，可以根据板构件的大小调节吊点的位置，使吊绳基本垂直。板构件放置于2 根型钢上，通过型钢上预留孔洞成堆起吊板构件。2 层、3 层横梁放置于牛腿处，与架体可自由分离。

为防止碰撞，板构件放置于存储架内距边缘需留有15 cm 距离，故新型存储架第1 层、第2层可放置构件宽度不大于2.7 m。因第3 层板构件不受架体立柱间尺寸影响，个别宽度大于2.7 m的板构件可放置在第3 层。长度适用范围受横梁间距控制，实际可用距离2.8 m，型钢垫放在板构件长度方向距边1/5 位置，故最多可存储长度为4.5 m 构件，新型存储架适用范围分析见表3。

图2 新型装配式建筑板构件存储架示意图Fig.2 Schematic diagram of the storage frame of the new prefabricated building panel components

图3 新型装配式建筑板构件存储架设计图Fig.3 Design of storage frame for new prefabricated building panel components

表3 存储架适用范围分析Table 3 Analysis table of storage frame usage range

由表3 可以看出，新型存储架第1 层、第2层适用于84%的板构件，第3 层适用于96.3%的板构件，除部分特别超宽超长构件外，基本满足各类板构件的尺寸大小，单位面积的堆场存储量是传统平铺堆放的2～2.6 倍。

2.3 新型存储架使用要点

1）板构件每层堆放不超过6 块，每块板之间用100 mm×100 mm×100 mm 的方木支撑，方木统一放置于H 型钢位置上部，型钢垫放在板构件长度方向距边1/5 位置；

2）最下层板构件码放时需采用长3 000 mm的H125 型钢，起吊前调整吊具，使吊绳垂直；

3）H 型钢两头吊点需伸出上方板构件边缘，以防起吊过程中吊绳破坏构件；

4）板构件需码放整齐，规格相同或相近的板构件码放一堆，方便吊入存储架；

5）为方便出入库检查，RFID 卡统一埋于短出筋一侧[7]；

6）H 型钢应使用相同尺寸，注意平行摆放，端头对齐。2 根H 型钢间距不得超过2 400 mm，个别超长超宽板构件，不宜使用存储架。

7）成堆起吊注意设备起重高度、额定重量，避免超高、超重，导致设备损坏。

8）板构件吊入堆放架时，为保证工人及构件安全，需用两根牵引绳系住板构件对角位置稳定构件。

3 结论与展望

为加快建筑工业化产业发展，2019 年4 月上海市发布《关于进一步明确装配式建筑实施范围和相关工作要求的通知》（沪建建材[2019]97 号），文件明确应注重模数化、标准化研究及结构体系的选择，保证预制构件的制作、运输、安装及后续装配式装修的可实施性[8]。预制构件生产的标准化、模块化是推进装配式发展必不可少的一环，随装配式建筑发展，堆场面积不足逐步成为限制产能释放的关键因素。装配式建筑板构件新型存储系统结构简单、造价较低，可有效提高堆场存储量。在构件厂堆放场地有限的情况下，充分合理利用堆场的纵向空间，是解决构件厂堆场存储压力的方向之一。