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对桁架钢筋叠合楼盖技术的再认识

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。

通用航空油料质量控制和航空器加油技术规范（民航适发[2020]2号）拼缝钢筋与板底钢筋的位置关系图

拼缝钢筋与板底钢筋的位置关系图

拼缝钢筋与板底钢筋的传力原理图

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 疑土（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（详见宝业上海研究院樊骅先生提供的“FILIGRAN格构 钢筋系统.PPT”文件），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%，破坏形式和裂缝宽度基本

二、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，即使是同样的技木，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“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

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，冉加上制造 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。 为了满足预留预理的要求，预制叠合楼盖总厚度一般要比现浇的 顶目加厚20~30mm，这就带来了另一个问题：楼面的恒荷载比同类现 尧项目就增加了5075KG/m。楼体自重的增加进一步带来了梁、板 、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/m估算，每平米增加 为材料费为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。 2、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“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。

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

3、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 清楚了国内外的架钢筋叠合楼板技术经济性差别，就需要对这 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，与大工 程界的朋友探讨。

对预制桁架钢筋叠合楼板技术的再

1、国内的预制桁架钢筋叠合底板厚度到底应该做多厚为宜？

（a）单向叠合板 （b）带接缝的双同叠合板 （c）无接缝双向叠合板 图6.6.3叠合板的预制板布置形式示意

图6.6.4叠合板端及板侧支座构造示意

一支承梁或墙：2一预制板：

图6.6.6双向叠合板整体式接缝构造示意

造钢筋：2纵向受力钢筋：3预制板：4一后

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 版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。

叠合板整体式拼缝施工案例照片

某工程项目在客厅房间内的支撑和模板情况

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，这些操作其实都是很困难的；如果采用3块叠合楼板 密拼的方式，只需要9根顶撑和3根长的木方梁，并且取消掉拼缝模 板，可以节省50%的现场施工用具和工作量，大大降低施工成本。

提高质量和施工方便而是为了更加麻烦？”，是否我们的技术方法出 了问题？采用四面出筋的“整体式接缝构造”拼缝做法，不但构件生 立困难、施工困难，而且还难以保证质量，大量工程的拼缝部位由于 表面不平整，往往需要二次打磨，操作难度很大，在无形中大大增加 了施工成本，到底应该怎样进行改良？

增加楼板总厚度的前提下，只要对叠合楼板的设计稍作变动，采用两 侧不出筋的密拼板缝型式，同样可以实现双向受力，已经在多个工程 进行了应用，取得了良好的施工效果。改进后的方案如下图：

3、预制桁架钢筋叠合底板安装前出现裂纹，能否继续使用？

3、预制桁架钢筋叠合底板安装前出现裂纹，能否继续

尺寸偏差的检验要求，对于构件的质量缺陷中，开并没有规定挠度变形 和裂缝宽度的要求，只对持久状态的裂缝宽度进行验算，这是因为预 制叠合构件只是中间半成品，这样规定是比较合理的。 从国内多数施工现场叠合楼板的裂纹情况看，裂纹（注意是“裂 纹”而不是“裂缝”）多呈现不规则形状，类似于“龟裂”，这种裂 纹的分布特点是多数靠近在钢筋位置（钢筋和混凝土在温差变化下： 存在细微的伸缩差，应力和应变集中导致开裂），且板块中间多，四 周相对较少，这类裂纹主要是由于混凝土干缩和温度涨缩造成的， 般分布较广且纹路很细，在干燥状态难以辨认，但在淋水状态下会形 成渗水，在板底很容易观察到。 以下是本人2010年所做的装配式建筑的试验样板房施工过程照 片DB22／T 5012-2018标准下载，楼面和屋面的叠合楼板均采用密拼板缝型式，过程中才发现大部 分预制叠合底板存在裂纹，施工后对试验样板进行了长期观察。

左图：淋水前看不见裂纹，拼缝处透光

从以上照片可以看出，10mm的拼缝部位在施工前明显透光，施 工过程也会有水泥砂浆渗漏，但是施工完成后拼缝已经基本密实，叠 合底板裂纹已经渗水显露。 该部位为屋面板，楼板上表面未作防水处理并自然暴露，经过

18个月的观察，未见任何渗漏。经过分析发现：对于叠合楼盖，在 现浇层混凝土浇筑施工过程中，湿混凝土的水泥浆可以渗入预制叠合 底板的裂纹中，不断地填充裂纹缝隙，直至填满为止，如果施工过程 中在板底进行观察，可以发现裂纹的渗水逐渐成浑浊的乳白色，甚至 出现水泥的灰色，在混凝土初凝后才基本停止渗漏，此时混凝土浆液 开始在裂纹中不断结晶硬化，填补了所有的空隙，使得裂纹自行愈合。 在混凝土完全硬化后，楼板下表面裂纹处甚至可以清晰看到浆液的结 晶体（一般呈灰白色），混凝土裂缝的出现自愈合的现象，裂缝愈合 后的混凝土不影响承载能力，且抗渗性能方面优于全厚度整浇的楼板 从长期使用情况看，后期开裂的风险大大降低，主要是由于预制底板 为徐变已经完成，缝隙中的结晶体密度较高，因此这类的裂纹为无害 缝隙，不会影响楼板的性能。 如果叠合楼板的板面和板底同时出现可辨识的较长裂缝，往往是 由于吊点设计不合理，或者储存、运输、吊装过程的损伤引起，此时 应对裂缝情况进行分析评估，采取相应的措施后方可继续施工和使用 化如采取加密板下顶撑缩短支撑间距、并且在裂缝部位增加一层钢筋 网片（相当于密拼板缝的拼缝钢筋作用，一般按设计配筋的110%截 面，且长度大于2倍锚固长度）的加固方法，以保证叠合后的楼盖在 性能上不低于原设计要求。 当叠合板的裂缝出现上下裂通的规则通缝，裂缝宽度大于0.5mm， 且桁架筋上弦杆出现明显的压曲变形时，应该进行报废。在施工过程 中经过淋水显现的细小裂纹，不会影响工程质量，在涂料粉刷后也不

危险性较大模板工程安全专项施工方案(2).docx4、加厚预制桁架钢筋叠合底板的厚能否起到防止裂纹的作用？

板厚度只有35mm左右，由于预应力的存在，底板一般不会开裂）。 在能够保证叠合楼板钢筋保护层厚度的前提下，尽量减薄叠合楼 板，增加现浇混凝土厚度，可以降低构件成本、方便现场水电管线安 装，有利于提高楼盖质量，节约工程造价，因此，在板底配筋设计不 变的前提下，加大底板厚度有害无益。 四、双向板预制叠合楼盖设计和施工的技术要点 通过前面的讨论，我们认识到采用在叠合楼板上部进行倒角，能 够加厚拼缝部位的局部现浇层厚度，在桁架钢筋的约束下，可以使拼 缝钢筋与底板受力筋实现间接搭接，并传递轴向拉压应力，实现双向 板的密拼板缝，能够减薄板厚、简化生产施工，综合降低造价成本。 根据双向楼板的受力特点，在具体的设计、施工过程中还需要掌握以 下要点： 1、叠合楼板上下均需要做倒角，侧边可以不伸出钢筋，上倒角 不小于20*60，用于增加接缝刚度和防止钢筋锈蚀；下倒角10*10 拼缝宽度10mm用于调节误差。 2、拼缝处现浇混凝土的厚度应该大于楼板总厚度的2/3，楼板 在拼缝部位的剩余刚度应不小于总厚度的30%，可以按照双向板受力 设计。 3、施工时，应保证拼缝部位左右叠合板底面平齐，误差不大于 3mm 4、拼缝钢筋数量按照不小于板底受力筋截面积的110%，并附加 两根6的通长分布钢筋。