现浇柱与预制梁、双T板装配式体系设计、施工事项探讨

现浇柱与预制梁、双T板装配式体系设计、施工事项探讨

李建均  蒋利

中汽研汽车工业工程(天津)有限公司    天津  300399

摘要：以上海某项目的7层研发楼为研究对象，对其采用的结构体系及构件形式从设计到施工全程跟踪，及时发现问题、解决问题，为今后类似项目提供参考，达到提高工程质量和缩短施工工期的目的。

    关键词：装配式混凝土框架结构；预应力混凝土双T板；预制PC梁

0 引言

随着国家节能减排政策的日益深入，并结合住建部、国家发改委2022年6月印发的城乡建设领域碳达峰实施方案提出，各地装配式建筑占新建建筑的比例日渐提高。装配式建筑可有效解决劳动力短缺及人工成本持续提高的问题，工厂化生产可以充分提高工程质量，提高各工序效率，有效缩短施工周期，减少各种浪费，同时可以降低建筑施工阶段对周边的环境污染。因此装配式建筑将成为今后建筑形式的主要发展方向。

1 工程实例分析

装配式建筑体系有多种，今天只针对现浇混凝土柱、预制混凝土叠合梁、预制混凝土板这种结构形式在设计、施工过程中所遇到的问题进行阐述。

2 适用场景

首先，这种结构形式与传统的现浇混凝土框架结构的材料要求就不大相同。

装配式为了实现后期现场拼装的方便减少拼接面的钢筋干涉，应尽量选用大直径高强钢筋及高强混凝土，以减少钢筋数量加大钢筋之间的水平净距。并对大跨度的梁常采用预应力钢筋混凝土，以减小截面尺寸，降低成本。相交于同一节点的横竖两个方向的框架梁，一般非主框架梁的截面要比支承次梁的主框架梁的截面高度要小，如采用相同截面高度时，非主框架梁的底面要比主框架梁底面低至少35mm，以满足框架梁下表面纵筋可以顺利在柱处交叉穿过。同一轴线方向的框架梁下皮配筋数量尽量一致，以方便在预制梁吊装时柱纵筋的固定。且要求梁截面高的一方先吊装，再按同一节点处梁下皮钢筋的高度从低到高依次吊装。为减少吊装时的钢筋干扰，预制梁的腰筋采用预埋套筒形式，待横纵两方向梁吊装完毕后采用机械连接方式补齐，注意框架梁有抗扭要求时，腰筋的直锚固长度要满足要求。再者在结构设计时，未考虑板顶面后浇叠合层与双T板的整体受力作用。且双T平板用作楼层板使用时，应避免板面作用较大的集中荷载。这是此类体系的适用局限性。

3 体系中各构件的相关事项

3.1 混凝土现浇柱

现浇的混凝土柱因配合预制PC梁施工，应注意如下事项：①在一次支模时要低于与之相交的最高的楼层梁下500mm,以满足预制梁的吊装。②柱纵筋预留长度在满足楼层非连接区以外不宜过长，钢筋预留太长刚度较差不方便预制梁的吊装。可采用按柱纵筋位置定制的钢模板，以方便预制梁钢筋穿过柱纵筋。③顶层柱顶柱纵筋应采用相间长短下料，至少差50mm，以方便相邻柱筋锚固板的正反安装。④柱纵筋采用并筋时，注意钢筋保护层厚度应不小于并筋的等效直径。⑤同一根柱的纵筋下料长度应统一，以避免在中间层处机械连接套筒处的箍筋与钢筋脱离无有效接结。⑥中间层柱施工缝处应抓住窗口期和其他工种协调及时进行界面凿毛、清理松动的浮浆，以保证新旧混凝土在节点域附近的可靠连接。⑦柱纵筋至楼层处截处且须设锚固板时，应在周边预制梁吊装完成后及时安装锚固板以免梁叠合层钢筋铺设后无可操作的施工空间。⑧注意顶层角柱处水平附加箍筋以及此处梁的附加倒U型插筋。⑨现浇混凝土柱与预制PC 梁可方便实现梁柱节点的湿连接，对PC构件工厂加工精度要求相对较小，便于施工。不利之处是柱施工缝以上的二次浇注时的模板安装的垂直度及平面度很难保证。

3.2 混凝土预应力PC梁

预制PC梁要考虑以下几点，①用于吊装的梁上吊钩露出部分应尽量小，且应沿纵筋方向预埋，以方便叠合梁上部钢筋铺设，如露出过多或与纵筋方向垂直预埋，吊装完成后必须切割造成人力和材料的浪费。②叠合梁的叠合部分在满足构件要求的前提下不宜过高，否则要设构造腰筋。当然也不宜过小，要考虑梁端二层负筋时的钢筋层间净距以及下层钢筋与预制梁上表面的浇注间隙问题。如下层钢筋直接置于预制梁的上表面则会影响混凝土对钢筋的握裹力，影响梁的真实承载力。③要求注意柱左右两侧PC梁下部钢筋的位置摆放，应尽量数量和位置相同并关于梁轴线对称，如梁下布筋不对称，可能造成柱纵筋的位置偏移，最终导致箍筋下料的规格增加或出现异形箍筋，否则柱的矩形复合箍筋很难从上部套下。即便可以套下，也很难实现充分勾住柱纵筋发挥其箍筋的作用。④预制PC梁连接现浇混凝土次梁时，如采用在PC梁上预埋连接次梁纵筋套筒的方式，此时次梁的纵筋应按100%的搭接率预留机械连接时的钢筋搭接长度，为方便施工应适当增加长度，因次梁下皮纵筋下料时为方便穿入一般都会少于PC梁间的净尺寸。鉴于预制构件加工的精度参差不齐以及后期安装不便等问题，主次梁连接处宜相交处采用后浇混凝土的节点方式，预埋套筒的方式实际施工不方便。⑤预制简支的阳台PC梁应尽量避免抗扭，以免因抗扭钢筋直锚固长度问题导致梁上皮纵筋及腰筋不满足锚固要求。如无法避免，则梁上部应选用较小直径钢筋，以方便实现现场钢筋搭接焊接。⑥当预制阳台梁采用预留阳台板钢筋时，预留钢筋的甩出长度除应满足100%搭接率时搭接长度外，还要适当多留出一部分。因为阳台板钢筋在下料时，为方便铺设一般都小于梁间的净尺寸。⑦当预制PC梁下皮纵筋的直锚固长度不足时，一般采用加端头锚固板的形式，为方便锚固板的施拧，这就要求预制梁在钢筋下料时要长短相间布置，至少加长50mm，可实现锚固板正反两方向错开施工。施工中应酌情及时进行锚固板的施工，以防所在柱中梁全部吊装完成无施工空间的情况发生。⑧预制PC梁在搭双T板的肋梁对应位置应设附加箍筋，集中荷载较大时按计算要求设吊筋，实际工程中有被忽视的情况。再者梁上箍筋肢距不宜太小，影响叠合层处纵筋的施工同时也影响混凝土的正常振捣。⑨托双T板的预制主框架梁上应按双T板的间距布置放样预埋固定双T板封模用的固定螺杆套筒，每一块模板应不少于两处固定，以免模板无可靠固定造成浇注跑漏浆情况。⑩不同于普通框架梁，支模后模板内的垃圾仅会影响梁的表观不会影响到安全问题；预制PC梁叠合层的垃圾清理则是必须的，它直接影响到构件的承载能力，因此封模板前，应对梁顶新旧界面进行压力空气吹扫或压力水冲洗，确保与后浇混凝土的充分结合。

3.3  预应力混凝土双T板

预应力混凝土双T板注意事项如下：①双T板平行板跨的板边上表面应设倒角，以方便后期间板缝用PE棒封堵，如未设倒角则只能用铁丝网加水泥砂浆抹缝，此种做法容易被后期板上叠合层布筋时破坏，导致浇注混凝土时漏浆。②预应力混凝土双T板在工厂内预制时要控制预应力钢铰线张拉相关工艺尽量让同一跨度产品反拱高度一致。同时在出厂前应按反拱大小进行编号，以实现现场安装时中间的预起拱最大，两边部的最小，中间部分均匀过渡。这样有利于实现板间连接钢板的焊缝连接，同时板间的间隙也会更小，便于封堵。③双T板的连接用埋件应按跨中对称设置，以实现吊装和板间连接的便携性。④双T板上的叠合板中的钢筋应垫起以实现与混凝土的充分握裹，充分发挥其抗裂的作用，而实际操作中因各处板的反拱高度不同很难控制，容易导致板面现浇层在未上使用荷载前已经开裂的情况发生。⑤预制板的叠合表面应确保粗糙坚实，凹凸不小于6mm，以保证与现浇叠合层的可靠结合。且叠合层混凝土浇注前应充分润湿预制板，冲净表面以避免结合不劳形成两层皮再次返工的情况。⑥双T板由于其跨度较大的适用特性，致使局部升板或降板实现不易。一般面积较小的升板或降板比如卫生间或淋沐室等均采用局部现浇板的形式来解决。大面积整跨的升降则通过整体抬高或降低双T板来实现。⑦预制板上的孔洞因后期无法加固应优先采用工厂预留的方式；如无法预留，可在现场采用无振动或振动小的专用工具开洞，防止底板的损伤或开裂。现场开洞宜设在板间拼缝处、避开板肋。圆孔孔径或矩形孔边长不宜大于80mm，且不应大于预应力钢丝净距，开洞不得截断预应力钢丝。⑧预应力混凝土双T板可实现小截面大跨度，做到经济、美观，但缺点是因制作时反拱的存在，导致叠合层高度不易控制，容易出现板裂缝，影响外观。⑨双T梁叠合层部分的模板因断面的不规则增加了模板下料的复杂性和模板安装的难度，导致增加了时间及人力成本，影响施工工期。可考虑封堵部分在工厂预制时在梁上预留混凝土翻边实现。

4  与公用、消防专业的关联

双T板类似于密肋梁，次梁间距较小影响消防喷淋的布置。如两者匹配则双T板肋梁间距应取3m左右。双T板的肋梁属于薄腹梁，梁的腹板上不宜承受侧向水平荷载，因此公用专业在设置管道及桥架等的支吊架时应事先放样充分考虑此类问题，将埋件或锚栓等固定于楼层板处或肋梁根部。

5  结论

任何事物都具有双面性，本文仅对常用构件的设计、施工注意事项做一下总结；细节决定成败，尤其是装配式结构更加强调各构件连接的细部构造。在设计和施工中做到扬长避短、精雕细作为建设单位实现效益的最大化。

参考文献：

1. 混凝土结构构造手册（第五版） 中国建筑工业出版社；
2. 建筑施工手册(第五版)  中国建筑工业出版社;
3. 装配式混凝土建筑技术标准（GBT-51231-2016） 中国建筑工业出版社；
4. 田玉香. 装配式混凝土建筑（结构设计及施工图审查要点解析）；