裝配式混凝土結構中鋼筋桁架樓承板連接節(jié)點與施工要點研究

裝配式混凝土結構中鋼筋桁架樓承板連接節(jié)點與施工要點研究摘要：在鋼結構中已經(jīng)得到廣泛應用的鋼筋桁架樓承板具有免模施工、節(jié)能節(jié)材等優(yōu)點，對比鋼筋桁架疊合樓板具有非常明顯的綜合性能與經(jīng)濟效益優(yōu)勢，但目前在裝配式混凝土結構中的應用還相對較少。本文對裝配式混凝土結構中鋼筋桁架樓承板與不同構件的連接節(jié)點進行了探索與整理，并針對裝配式混凝土結構的特點對樓承板的施工要點進行分析，以期促進鋼筋桁架樓承板在裝配式混凝土結構中的推廣應用。關鍵詞：鋼筋桁架樓承板；裝配式混凝土結構；連接節(jié)點；施工要點1引言

裝配式混凝土結構中，目前樓板最常用構件形式為鋼筋桁架疊合樓板。但目前疊合樓板存在板厚過厚、易開裂、整體性較差等問題，且施工時樓板鋼筋易與支座處混凝土梁箍筋及剪力墻縱向分布鋼筋發(fā)生碰撞。此外，疊合樓板中的水電洞口與點位需要在生產(chǎn)時提前布設預留，如發(fā)生設計變更或生產(chǎn)錯誤，必須在至少60mm厚的混凝土疊合樓板上重新開洞，不僅費工費時，還極易對樓板造成損傷。隨著建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的推進，各地對裝配式建筑的評價指標逐漸向免模板、節(jié)能、節(jié)材的方向轉變[1]，而具有免模板施工特點鋼筋桁架樓承板恰好滿足以上要求，且對比鋼筋桁架疊合板具有非常明顯的綜合性能與經(jīng)濟效益優(yōu)勢[2]。

本文探索與整理了裝配式混凝土結構中鋼筋桁架樓承板與現(xiàn)澆梁、預制梁（墻、柱）的連接節(jié)點，并總結了裝配式混凝土結構中鋼筋桁架樓承板的施工要點。2鋼筋桁架樓承板的特點與應用現(xiàn)狀

鋼筋桁架樓承板是鋼筋桁架與底板通過電阻點焊連接成整體的組合承重板[3]，它將鋼筋混凝土樓板中的鋼筋與施工模板組合為一體，施工階段能承受濕混凝土自重及施工荷載，在使用階段，鋼筋桁架與后期在現(xiàn)場澆筑的混凝土共同作用，承擔使用荷載。鋼筋桁架采用自動化生產(chǎn)設備在工廠生產(chǎn)，模板通過連接件與鋼筋桁架連接，可拆裝與重復使用。與混凝土疊合板相比，鋼筋桁架樓承板在設計時無需將整塊板拆分成數(shù)塊雙向板，可以取消雙向板現(xiàn)澆拼縫；也可以減小板厚，降低結構自重，減少總體建造成本；樓承板的水電管線布置和點位布設也更為方便靈活，可根據(jù)施工現(xiàn)場情況進行便捷的調(diào)整。

鋼筋桁架樓承板因其優(yōu)異的特性，在鋼結構中已經(jīng)有成熟而廣泛的應用[4-6]（如圖1），并有明確的標準指導其設計與施工，但其在裝配式混凝土結構中的應用還相對較少。當裝配式混凝土結構中采用鋼筋桁架樓承板時，雖然工程設計和施工中仍然可以遵循《組合樓板設計與施工規(guī)范》中規(guī)定的基本計算方法和控制要點，但仍缺乏樓承板與混凝土構件間的標準連接設計節(jié)點及與裝配式混凝土結構相適應的施工方法。圖1鋼結構中的鋼筋桁架樓承板3裝配式混凝土結構中鋼筋桁架樓承板的連接節(jié)點3.1鋼筋桁架樓承板在鋼結構中與混凝土結構中的差異對比

在鋼結構中，鋼筋桁架樓承板主要與鋼梁進行連接，鋼梁頂標高通常與樓承板底標高相同。當樓承板在支座處設計成連續(xù)板時，樓承板可直接放置于鋼梁上，桁架筋方向與鋼梁垂直，支座負筋跨過鋼梁并向板內(nèi)延伸。當樓承板在支座處設計成簡支板時，樓承板端頭應擱置于梁上，桁架下弦鋼筋伸入梁邊的錨固長度不應小于5倍下弦鋼筋直徑，且不應小于50mm，此外鋼筋桁架上下弦部位應配置構造鋼筋[7]，如圖2所示。圖2簡支板支座處鋼筋連接構造在混凝土結構中，鋼筋桁架樓承板頂面與梁頂面處于同一標高，又由于混凝土梁上部縱筋與箍筋的存在，尤其是在裝配式混凝土結構中采用預制梁時梁箍筋已經(jīng)預埋在混凝土中，若樓承板直接擱置于梁上或要求桁架鋼筋伸入梁內(nèi)，則必然會發(fā)生鋼筋碰撞，無法施工，因此樓承板遇到混凝土梁必須斷開。在初期應用中，有工程采用短鋼筋直接焊接的方法，即采用規(guī)格、間距同弦桿鋼筋的連接短鋼筋與樓承板上下弦鋼筋逐根焊接，單面焊接長度不小于10d。該做法雖然可以解決樓承板與梁鋼筋的碰撞問題，但由于現(xiàn)場焊接工作量太大，鋼筋較細焊接易造成截面損失，現(xiàn)場仍需搭設較多腳手架等原因，反而不利于樓承板的應用。故如果在裝配式混凝土結構中大面積推廣鋼筋桁架樓承板，則節(jié)點須另行設計處理。3.2鋼筋桁架樓承板與預制梁連接節(jié)點為解決樓承板與預制梁箍筋的碰撞問題，同時提升施工效率與施工質(zhì)量，在預制梁設計時，可采用在梁頂預留對拉螺栓孔的方式?，F(xiàn)場施工時先利用對拉連接螺栓將支承角鋼固定在對應的預制混凝土梁上，固定完成后吊裝鋼筋桁架樓承板，將樓承板板端擱置于支承角鋼上。此處的對拉螺栓孔數(shù)量與規(guī)格、連接螺栓的規(guī)格、支撐角鋼的規(guī)格均按板跨與施工荷載大小計算確定，對拉螺栓孔的預留高度位置還需要根據(jù)預制梁的形式、樓承板的設計厚度等因素進行確定。當樓承板按連續(xù)板進行設計時，支座負彎矩鋼筋仍然按計算確定，向板內(nèi)延伸長度覆蓋負彎矩區(qū)，下弦則配置不少于8@200的構造連接鋼筋，由梁邊向板內(nèi)延伸不小于1.2倍的鋼筋錨固長度。當樓承板按簡支板進行設計時，鋼筋桁架上弦部位應按滿足抗裂要求配置不少于8@200的構造連接鋼筋，下弦部位應配置與下弦桁架筋等規(guī)格的連接鋼筋，均由梁邊向板內(nèi)延伸不小于1.6倍的鋼筋錨固長度。以上節(jié)點處理方式，極大的減少了現(xiàn)場焊接工作量，只需要進行一些鋼筋綁扎，即可將鋼筋桁架樓承板與預制混凝土梁進行可靠連接。該連接方式大樣如圖3所示。

圖3鋼筋桁架樓承板與預制混凝土梁連接大樣3.3鋼筋桁架樓承板與預制柱、墻連接節(jié)點裝配式混凝土框架結構中，預制柱是非常常見的一種構件形式，其梁高范圍內(nèi)通常會采用后澆混凝土節(jié)點，不采用預制，故鋼筋桁架樓承板無法直接擱置于預制柱上。此時建議在預制混凝土柱頂部預留對拉螺栓孔用于搭設后澆節(jié)點區(qū)模板，施工時先將定型模板安裝與預制柱上，控制好安裝標高，鋼筋桁架樓承板直接擱置于模板上并適當伸入模板。如預制柱較大，在樓承板與柱子角部的連接區(qū)域還可增設板端臨時支撐防止樓承板在施工期間產(chǎn)生較大變形。樓承板上下弦采用附加鋼筋伸入柱內(nèi)并滿足錨固要求，在板內(nèi)則同梁節(jié)點。該節(jié)點連接方式如圖4所示。圖4鋼筋桁架樓承板與預制混凝土柱連接大樣以住宅為主的裝配式混凝土剪力墻結構中鋼筋桁架樓承板的應用目前尚不常見，主要是由于樓承板的鍍鋅鋼板不利于住宅裝修，并非樓承板與預制剪力墻的連接不易處理。其連接節(jié)點總體思路與梁節(jié)點類似，采用在預制剪力墻構件上預留螺栓孔并安裝支承角鋼，樓承板吊裝后附加連接鋼筋的方式。節(jié)點連接方式如圖5所示。圖5鋼筋桁架樓承板與預制混凝土剪力墻連接大樣3.4鋼筋桁架樓承板與現(xiàn)澆梁連接節(jié)點鋼筋桁架樓承板與現(xiàn)澆梁連接方式大體和預制梁節(jié)點相似，不同的地方在于當支座梁現(xiàn)澆時，樓承板將考慮利用梁模板進行支承，或加設板端臨時支撐。此外，現(xiàn)澆梁兩側可能會出現(xiàn)樓板標高存在較大高差的情況，此時連接節(jié)點可如圖6所示。圖6標高不同的鋼筋桁架樓承板與現(xiàn)澆混凝土梁連接大樣近年來，鋁模在裝配式混凝土結構施工中得到了越來越廣泛的應用，故有的工程采用了鋼筋桁架樓承板結合鋁模體系的施工技術,采用在U形梁鋁模組件上端對稱設置C形槽的方式支承樓承板[8]，如圖7所示。圖7鋼筋桁架樓承板與采用鋁模的現(xiàn)澆混凝土梁連接大樣4裝配式混凝土結構中鋼筋桁架樓承板的施工要點鋼筋桁架樓承板在鋼結構中已經(jīng)得到了成熟而廣泛的應用，目前已經(jīng)有眾多研究對其詳細的施工方法進行了總結[9-11]。本文只針對裝配式混凝土結構的特點，對鋼筋桁架樓承板的施工要點進行研究與分析。4.1施工流程簡述豎向構件施工→預制梁吊裝→現(xiàn)澆部分構件模板搭設→預制構件支承角鋼安裝→臨時支撐搭設→鋼筋桁架樓承板吊裝與鋪設→焊接固定→樓承板開孔→連接鋼筋鋪設→線管敷設→驗收→混凝土澆筑與養(yǎng)護。4.2樓承板施工支撐

與鋼結構不同，混凝土結構設計時通常板跨較大，板厚較小，且鋼筋桁架樓承板在支座處必須斷開，在施工階段必須按簡支板處理。因此在混凝土結構中，樓承板的免支撐跨度往往比在鋼結構中要小，故而在施工時必須嚴格依照規(guī)范中簡支樓承板允許跨度的要求增設臨時支撐。4.3樓承板的標高控制與固定在裝配式混凝土結構中，樓承板在吊裝后主要擱置在安裝于預制構件側邊的支承角鋼上，故支承角鋼安裝的精細程度直接決定著樓承板標高控制。由于構件生產(chǎn)時極易存在尺寸偏差，在安裝支承角鋼時須利用對拉螺栓調(diào)節(jié)角鋼的安裝高度，待樓承板鋪設前須復驗標高，并確保支承角鋼的上表面潔凈。樓承板吊裝就位后，為防止施工過程中樓承板邊發(fā)生翹曲變形、位置錯動等情況導致漏漿，可將樓承板與支承角鋼之間進行點焊處理。4.4樓承板的管線預埋與洞口開設在裝配式混凝土結構中，如項目裝修不考慮吊頂時，則需要在板上預埋線盒。和疊合板生產(chǎn)時直接開洞預埋不同，樓承板布設線盒建議采用取孔預埋的方式，一般在底板上線盒位置處開設直徑32mm以內(nèi)的圓孔用于穿線。樓承板上部線管預埋可與鋼筋綁扎交叉進行，但須盡量避免在小范圍內(nèi)出現(xiàn)數(shù)層管線交叉重疊的情況。如需在樓承板上開洞，開洞處應根據(jù)設計要求設置洞邊加強筋及邊模，待混凝土強度達到設計要求后方可切斷桁架鋼筋。如開洞處在施工時必須切斷桁架鋼筋時，洞口兩側切斷的桁架鋼筋下方須設置臨時支撐。5結語通過對連接節(jié)點的改進和施工要點的研究探索，可以看出已經(jīng)在鋼結構中廣泛應用的鋼筋桁架樓承板同樣可以很好的應用在裝配式混凝土結構當中，并且相對于目前大面積應用的鋼筋桁架疊合板而言具有充分的優(yōu)勢。對于裝配式混凝土剪力墻住宅而言，相信隨著可拆底模的鋼筋桁架樓承板[12]等新技術的出現(xiàn)，鋼筋桁架樓承板將獲得更為廣闊的應用前景。參考文獻［1］劉東衛(wèi),蔣洪彪,于磊.中國住宅工業(yè)化發(fā)展及其技術演進［J］.建筑學報,2012(4):10－18.［2］劉龍.鋼筋桁架樓承板在裝配式混凝土結構中的應用研究［J］.鐵道建筑技術,2022(2):183－186.［3］JG/T368—2012,鋼筋桁架樓承板[S].［4］楊超群.鋼筋桁架樓承板設計、施工與效益分析[D].廈門:廈門大學,2017.［5］黃鑫,張帥,高新新.鋼筋桁架樓承板在裝配式鋼結構工程中的應用[J].建筑技術,2020,51(12):1494-1497.［6］陳靜.鋼筋桁架樓承板在鋼結構建筑中的應用[J].住宅與房地產(chǎn),2021(05):136-137.［7］CECS273—2010.組合樓板設計與施工規(guī)范[S].［8］何明輝,王潤國,蒲俊,李華杰.鋼筋桁架樓承板結合鋁模體系的施工技術[J].建筑施工,2021,43(11):2306-2308.［9］周楚榮,陳芳鑫,李文飛,邱進強