简析装配式建筑结构中的叠合板施工技术

赵祝祥，王炜贵，侯凌云

(中建二局第一建筑工程有限公司,北京 100176)

0 前 言

在我国，装配式建筑有着悠久的历史。甚至预制混凝土结构在我国已经使用了近半个世纪。自20世纪50年代中国提出建筑产业化口号以来，由于我国各种不利因素的影响，装配技术一直比较落后。近年来，我国装配式混凝土技术在借鉴国外先进技术和政府支持下得到了迅速发展。国内学者对叠合板的许多工艺进行了大量的研究。然而，由于叠合板尺寸的限制，对叠合板开裂的研究很少。本文介绍了叠层板的生产工艺，并对叠层过程中的开裂问题进行了研究。阐明了叠合板尺寸对其开裂的影响，完善了施工工艺。

1 项目概述

项目为四川省成都市金牛区住宅用地，占地面积53 870 m2，建筑面积152 744 m2。2～10号住宅楼墙、柱、梁结构现浇，楼板结构采用预制叠合板+现浇楼板。首先在工厂预制生产叠合板，叠合板运输至施工现场进行吊装，吊装完成后再进行上部现浇层施工[1]。

2 装配式建筑结构中的叠合板施工技术

2.1 施工工艺及问题

①在用60 mm高侧模生产叠合板时，叠合板经吊装后厚度往往超过60 mm,不符合使用要求；②按安装面积安排生产计划时，层压板的种类每天生产的都是不同的，工人需要反复熟悉图纸，这不仅容易出错，而且会降低生产速度，实际生产数量通常不符合计划的要求；③构件的尺寸和支点对构件的开裂弯矩和板内最大弯矩有影响。设计人员缺乏这方面的理论研究。生产过程当工人在漏斗中浇筑混凝土时，不能准确地确定混凝土的用量。混凝土用量往往过多，造成板厚超过60 mm。这些人造板可以增强建筑的可持续性，减轻重量，因为有可能实现大规模生产，因此显示出新的商机。桁架由不锈钢丝和钢筋网连接。随着桁架厚度的增加，桁架与叠合板表面的距离H减小。安装层压板后，在其上方布置钢筋和管道。管道有时需要穿过桁架和层压板之间。当H小于管道直径D时，管道不能安装；另一方面，随着层板厚度的增加，上部现浇板的厚度会减小，可能出现松动现象。解决方案：用于浇筑的漏斗是一个规则的几何图形。根据不同的高度，可以准确计算出漏斗的容积。根据漏斗的这一特性，技术人员对漏斗进行了修改。技师用相应的记号标记漏斗内部，以指示此高度处漏斗的体积。此外，技术人员计算每种类型的层压板，并将每个面板的体积添加到生产计划中。在混凝土浇筑过程中，工人能准确掌握混凝土的用量。最后，对职工进行专业培训，提高技术水平和责任心，加强管理，减少人为失误。在设计阶段完善生产计划，设计师通过施工图按单位模数分解层板时，构件种类较多，分解层板施工图如图1所示[2]。

图1 叠合板示意图(单位：mm)

当生产计划根据每层安装区域的位置来安排时，工人每天生产的层板类型是不同的。技术人员需要反复指导工人的工作。工人熟练程度低导致生产率低，无法按计划生产层压板。另一方面，钢筋的种类和数量桁架容易出错，导致叠合板质量达不到要求，无法运到施工现场安装。层压板被送回工厂重新预制，这需要时间和精力且增加成本[3]。

解决方案：设计部门根据图纸重新分解构件，尽可能优化层板尺寸。与原设计方案相比，减少了叠合板的种类。在对每个地板构件进行拆分时，将每个层压板的模型与其对应的标准层进行匹配，实现模具的标准化，提高模具的使用率。在安排生产计划时，以三到五层为一个生产周期。采用柱、梁、顶、墙预制构件体系的住宅建筑预制技术[4]。

2.2 预制建筑模块

至少预制两个侧壁、天花板和地板。在建筑模块的一个实施例中，墙壁、天花板和地板各包括一层薄的、连续的类似混凝土的材料层，该材料层的一个表面嵌入有间隔的、开口的腹板梁。两个侧壁、天花板和地板与向外延伸的杆梁组装在一起，并彼此刚性连接，例如，通过将杆梁的端部焊接到彼此上，从而形成刚性的箱形建筑模块。建筑模块可以通过放置一层建筑模块而形成建筑，其中每个模块的一个侧壁与不同模块的一个侧壁相邻但彼此隔开。将混凝土浇筑到相邻建筑模块的侧壁之间的空间的一部分中，以便在相邻侧壁之间形成支撑柱，支撑柱由从一侧向外延伸的杆梁加固[5]。

地板和屋顶系统，考虑了预制钢筋混凝土板和部分预制钢筋混凝土接缝，在本研究中，建议使用特殊类型的预制墙板。本文考虑了具有特定构造的预制柱、梁和楼梯单元。特别强调了各种接头和连接，并对其细节进行了讨论，并对预制系统与传统施工单位的施工成本进行了比较。最后，确定大规模采用这种预制系统最终将导致相当大的成本降低，并增加了执行速度的优势。设计师首先划分每层的安装面积，然后计算叠层板的类型和数量。当技术人员根据生产周期安排生产计划时，同一类型的层压板要在一两天内完成，并堆放在特定的地点。根据施工进度，将各区域的叠合板依次运至施工现场进行安装。更改生产计划后，由于同类型板材的重复生产，工人的熟练程度提高了，生产效率大大加快，由于减少了手工误差，板材的质量大大提高。层板生产完成后，质检人员发现层板底部沿宽度方向有一些裂纹，影响了层板的质量。为了解决这一问题，技术人员对叠合板尺寸对其开裂的影响进行了理论计算分析和研究。理论计算：根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)。在弯矩MIGK作用下，预制构件纵向受拉钢筋的应力σslk可按式(1)计算：

(1)

式中，MIGK为预制构件自重，预制楼板自重和叠合层自重标准荷载值所产生的弯矩值，KN·m;As为全部纵向普通钢筋截面面积，m2;h01为预制构件有效截面高度，m;σslk为预制构件纵向受拉钢筋应力，kN。

取不同层板尺寸进行计算，以1 200 mm×300 mm层板为例。荷载标准值为4.2 kN/m2，计算最大弯矩为0.945 kN·m。根据上述方法，在各种尺寸的板上进行计算。表1给出了不同尺寸层板对应的最大弯矩值和开裂弯矩值。由上式及上表可知，当板宽不超过300 mm时，不论板宽如何，叠合板的开裂力矩随其长度而变化。板的长度和宽度都会影响板支架和板之间的最大弯矩。板宽小于300 mm时，板的纵横比不应超过6∶1。为了防止叠合板产生裂纹，在设计阶段应计算构件的开裂力矩和最大弯矩，并严格控制构件的长宽比。

表1 板面规格尺寸与弯矩分析表

3 结 论

通过预制构件厂的施工实践，针对生产过程中存在的问题，对混凝土浇筑漏斗进行了改造，完善了叠合板的生产方案。针对叠合板的开裂问题，研究了叠合板尺寸对叠合板开裂的影响，发现板长宽比对叠合板开裂有影响。面板的纵横比不应超过6∶1。一方面，漏斗和生产计划的改进不仅提高了工人的生产率，而且提高了层压板的质量；另一方面，对叠合板尺寸的研究，为在设计阶段深化板的划分提供了理论依据。

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