钢筋叠合楼盖技术全解Word文档格式.docx

1、第一节、预制桁架钢筋叠合楼板的技术原理预制桁架钢筋叠合楼板起源于上世纪60年代的德国，采用在预制混凝土叠合底板上预埋三角形钢筋桁架的方法，现场铺设叠合楼板完成后，再在底板上浇筑一定厚度的现浇混凝土，形成整体受力的叠合楼盖，叠合底板能够按照单向受力和双向受力设计，经过数十年研究和的实践，其技术性能与同厚度现浇的楼盖性能基本相当。由于预制叠合底板可以在预制厂批量生产，不但生产效率高（合理使用自动化流水线可获得更高的效率）、产品质量好，而且现场施工时可以大量节省脚手架和模板，能够减少楼盖施工的人工和作业用具，降低了劳动强度，具有施工速度快、工程造价低的优势，技术已经非常成熟，在自动化流水线普及的欧洲

2、地区非常流行。本世纪初，万科集团、宝业西韦德等企业在装配式建筑中进行了大量的尝试，这一技术也被纳入装配式混凝土结构技术规程JGJ1-2014之中，并制定了配套的国家标准图集，在国内装配式建筑中成为主流的预制构件之一。与我国传统不带桁架钢筋的预制叠合平板相比，桁架钢筋的引入增大了预制构件的刚度，在吊装和施工阶段，减少了预制叠合底板的变形，并增大了承受施工荷载的能力，支撑间距可以更大，简化了作业工序，降低了工人的劳动强度，具有一定的技术优势。在技术性能方面，斜向的桁架腹杆增大了两层混凝土之间的结合力，在楼板接缝部位的上表面插入拼缝钢筋时，斜腹杆可以锁住拼缝钢筋，形成垂直于钢筋的法向应力，从而增大了

3、混凝土对拼缝钢筋的握裹力，实现钢筋间接搭接，并能够形成双向受力的叠合楼板。在楼盖承受垂直荷载时，桁架的斜腹杆和斜向受压的混凝土能够承受两层混凝土之间的水平分力，有利于增强叠合楼板的整体性。预制桁架钢筋叠合楼盖与传统现浇楼盖一样，仍属于普通钢筋混凝土（RC）的范畴，在受力状态下也是带裂缝工作的。众所周知，楼板的承载能力的富余度较大，设计时一般由挠度和裂缝宽度起控制作用，德国曾将叠合楼盖与全现浇楼盖进行对比，对于承载能力和变形性能做了大量的试验研究，证明了只要技术设计得合理，即使是密拼板缝的双向受力叠合楼板，与相同厚度的现浇楼板性能基本相当，在相同荷载作用下，楼板的挠度只增大了5%7%，破坏形式和

4、裂缝宽度基本一致，因此可以按照普通现浇双向板的计算和设计方法。随着国内装配式建筑的发展，使用桁架钢筋叠合楼板的项目日益增多，此类构件技术原理虽然简单，但如果桁架形式和构造方法产生变化，会带来不同的性能和效果，很多建设单位、设计单位、施工单位还是初次接触，对设计、生产、施工的技术和质量要求还处于一知半解的状态，在某些方面仍存在错误的认识，影响了这一技术的正常推广应用。按照装配式混凝土结构技术规程JGJ1-2014条文规定的理解，桁架钢筋叠合楼板的“分离式接缝”（亦即“密拼板缝”）只能用于单向板的次要受力方向接缝，双向板的设计只能采用“整体式接缝”，叠合底板需要四面伸出钢筋，这给装配式建筑的设计、

5、生产、施工带来了很大的麻烦，到底能否像国外一样，在双向板中应用“密拼板缝”的构造方式来简化生产施工？这引起了市场的普遍关心。结合国外对此技术数十年的应用经验和技术研究，可以肯定地说：即使是密拼板缝也可以应用于双向受力楼板的设计，但是在具体工程应用中还应该注意哪些问题呢？第二节、国内外预制桁架钢筋叠合底板应用的技术经济性差异由于资源条件的不同，即使是同样的技术，在不同的国度具有不同的经济性。众所周知，欧洲地区的人工成本很高，现浇施工需要在室内外大量搭设脚手架，人工和辅助措施消耗很大，预制的桁架钢筋叠合楼板免除了模板工序，经济性优势明显，且施工现场干净整洁，大量的预制叠合底板在工厂制造，基本实现了

6、“工业化”。随着国内装配式建筑越来越多，很多预制构件厂都在生产和销售桁架钢筋叠合楼板，结果发现“装配式建筑的造价普遍高于同类型现浇结构”，难道是桁架钢筋叠合楼板不适合国情，还是大家对桁架钢筋叠合楼板的技术掌握不到位？结合国情进行技术再创新能否找到新的出路？我国经济仍处于发展的初期阶段，建筑工程造价明显低于发达国家，改革开放后，农村富余的劳动力转移到城市建设工地，人工成本相对较低，且混凝土生产配送和泵送技术发展相对成熟，造就了建筑施工普遍以现浇为主的局面，虽然现场作业人工和辅材消耗量很大，但是总体的造价成本并不高；如果采用桁架钢筋叠合楼板取代现浇楼板时，在“等同现浇”思维的指导之下，楼板施工成本

7、明显高于现浇。仔细研究国内的设计和施工过程，不难看出与国外的应用产生了明显的差异，主要存在以下不同：国内外楼板跨度和厚度的差别造成了技术的差异，国外楼板厚度大，且充分发挥了钢筋强度，因而经济性好，国内楼板多数为构造配筋，经济性差。国外的楼盖设计中，一般楼板的跨度较大，厚度多数为150200mm，预制底板大量采用50mm厚度，不但解决了现场支模的问题，而且现场浇筑的混凝土厚度在100mm以上，因此楼板的整体刚度较好，即使是需要在桁架钢筋下进行水电管线的预留预埋，也有足够的空间，并且钢筋按照受力计算配置，充分发挥了强度。而国内项目的楼板设计厚度普遍小于国外，在小开间的住宅楼中，一般为100120m

8、m厚度，钢筋直径较小，很多时候是构造配筋，没有充分发挥钢筋强度，并且在JGJ1-2014和标准图集桁架钢筋混凝土叠合板（60mm厚底板）（15G366-1）中，都要求预制底板厚度不宜小于60mm，在楼板较薄的情况下，剩余的现浇层厚度只有4060mm，远小于国外的现浇厚度，桁架下的剩余空间只有2040mm，再加上制造误差的影响，难以满足水电管线预埋的需求，给现场施工带来了很大的麻烦，甚至不如现浇楼板施工方便。为了满足预留预埋的要求，预制叠合楼盖总厚度一般要比现浇的项目加厚2030mm，这就带来了另一个问题：楼面的恒荷载比同类现浇项目就增加了5075KG/m2。楼体自重的增加进一步带来了梁、板、墙

9、、柱和基础费用的上升，据测算，以一个使用20万平米预制叠合底板的项目为例，楼体自重会增加10000吨以上，相当于多用了4000立方米钢筋混凝土，按照预制构件价格3000元/m3估算，每平米增加的材料费为6090元，这是目前国内装配式建筑在“等同现浇”技术路线下，建筑造价“不降反升”的重要原因之一。桁架叠合底板的拼缝形式存在差异，带来了生产施工的困难增加了成本。国外的楼盖设计一般采用大跨度、大空间，并且多数把底板设计成单向受力，桁架钢筋叠合楼板一般不采用“四面出筋”的形式，叠合楼板可以采用密拼板缝，通过构造设计使得拼缝钢筋可以传递水平拉力，简化了构件生产工艺，便于施工安装。而国内设计师错误地把“

10、等同现浇”理解成“等于现浇”，在跨度较小和楼板较薄的情况下，仍要设计成双向板，叠合楼板被设计成“四面出筋”，增加了构件生产时脱模困难，并且施工时需要在现浇拼缝部位支设模板，使得支撑横梁变短，加大了施工难度，不但施工效率低，而且成本大幅度提升，作业用具和人工成本增加了一倍以上。 左图：大跨度叠合楼板桁架高、刚度大，只在两端伸出钢筋，两侧不出筋，生产安装速度快。右图：某国内项目采用小跨度叠合楼板，四面出筋，生产施工难度大。国内的桁架钢筋叠合楼板长度太短，相同面积的情况下，比国外增加了生产和吊装成本。按照装配式建筑的技术经济性规律，同样体积的混凝土构件，划分的构件数量越多，成本越高，构件数量越少，价

11、格越便宜。叠合楼板的运输受到宽度的限制，国内外的桁架钢筋叠合底板宽度都在2.43米，由于国外普遍采用大跨度楼板，因此叠合楼板多数在6米以上，构件厂的模台长度在1014米。而国内住宅的开间普遍在4米以内，叠合楼板的长度只有34米，同样面积的楼板，国内的构件数量增加了50%左右，生产和吊装次数的增加导致人工成本提高了一半，同时降低了施工速度会引起间接成本的增加。清楚了国内外的桁架钢筋叠合楼板技术经济性差别，就需要对这一技术进行再认识，结合国情进行再创新，进一步改善PC建筑的经济性，以下是本人对桁架钢筋叠合楼板的一些思考和研究，与广大工程界的朋友探讨。第三节、对预制桁架钢筋叠合楼板技术的再认识按照国

12、内的规范和标准，普遍要求“预制叠合底板的厚度不宜小于60mm”，这一要求是否合理？很多专家学者担心叠合板太薄容易开裂，本人曾提出“桁架钢筋叠合楼板有别于传统的预制叠合平板，底板的厚度并不是越厚越好”的观点，主要是考虑到以下因素：（1）桁架钢筋有利于增大叠合板的空间刚度，减少运输和吊装施工期间的挠度变形。（2）桁架钢筋叠合板与预制叠合平板在起吊和施工期间的受力形式不同，承载能力大于预制叠合平板。加厚底板对于提高承载力的帮助不大，反而会增大荷载，在起吊时更加不利。（3）叠合底板的防渗漏能力有限，楼盖的防渗漏性能主要取决于现浇叠合层的质量，加厚底板于事无补。叠合底板在温度应力和干缩效应作用下，会产生

13、细小的裂纹，在叠合层浇筑后，会把裂纹缝隙填充密实，自行愈合后不影响楼板的受力和防渗漏性能。JGJ1-2014的6.6.2条规定“叠合板的预制板厚度不宜小于60mm，后浇混凝土叠合层厚度不应小于60mm”，我本人对此条规定持有保留意见。叠合板的钢筋直径一般为10mm，双向厚度为20mm，按照混凝土结构设计规范GB 50010-2010第8.2.2条之第2款规定“采用工厂化生产的预制构件”“当有充分依据并采取下列措施时，可适当减小混凝土保护层的厚度。”上下保护层厚度可以取10mm，最小厚度应该是40mm，考虑到构件的允许制作误差5mm，因此叠合底板的最小厚度应该不小于45mm，比较符合国情，同时需

14、要采取措施保证板缝的接缝质量，以及防止拼缝钢筋锈蚀。密拼板缝和开缝吊模两种构造设计相比，有哪些优缺利弊？当一个房间的叠合楼板需要多块叠合底板拼接时，JGJ1-2014的6.6.3条对于叠合楼盖的预制底板拼缝给出了“分离式接缝”和“整体式接缝”两种做法，按照对该条文的理解，“分离式接缝”也就是“密拼板缝”只能适用于单向板的侧边接缝，不能应用于双向板设计，不适用于“长宽比不大于3的四边支承楼板”，我认为此条规定值得商榷。特别是图6.6.4和图6.6.5中，叠合板上均未明确桁架钢筋在板边的位置关系，所示意的“附加钢筋4”不能传递应力，起不到任何作用。在JGJ1-2014的6.6.6条中要求“双向叠合

15、板板侧的整体式接缝宜设置在叠合板的次要受力方向上且宜避开最大弯矩截面。接缝可采用后浇带形式，并应符合下列规定”。在实际工程中，多数房间均由两块板组成，因此接缝位置很难避开次要受力方向上最大弯矩截面处，如果按照此条规定，多数工程都很难设计成双向叠合楼盖，而国内开发商非常关注建筑的成本，一般都会追求做成双向板，这就产生了新的矛盾，甚至不得不把两块叠合板划分为更小的三块，以满足“次要受力方向上且宜避开最大弯矩截面”的要求，标准编制时，对于实际应用中所会遇到的困难明显考虑不足。图6.6.6所示的“整体式接缝构造”做法，施工难度很大“整体式接缝构造”由于缝隙过大，往往需要支模施工，叠合楼板一般采用顶撑加横梁作为临时的调平措施，叠合板底与横梁上表面紧密贴合，没有空隙，为了满足接缝部位支设模板的需要，只能切断横梁，模板两侧的横梁就难以保证水平，这就给现场施工带来了极大的难度，也无法保证施工质量，本人通过大量的现场调查发现，多数装配式项目受此问题的困扰。上面的照片中，一个客厅由3块叠合楼板组成，采用整体式拼缝，每块叠合板下布置了6根支撑，每个拼缝下需要布置3根支撑，总共有24根支撑、9根短节的木方梁，要保证模板和叠合板底平齐还需要大量的工作，这些操作其实