一、什么是疊合板
疊合板是預制和現澆混凝土相結合的一種較好結構形式。由預制預應力薄板與上部現澆混凝土層結合成為一個整體;其中,薄板的預應力主筋即是疊合板的主筋,上部混凝土現澆層僅配置負彎矩鋼筋和構造鋼筋,預應力薄板用作現澆混凝土層的底模,不必為現澆層支撐模板。薄板底面光滑平整,板縫經處理后,頂棚可以不再抹灰。因此疊合板具有現澆樓板的整體性、剛度大、抗裂性好、不增加鋼筋消耗、節約模板等優點。因此,這種疊合構件被大量應用于國內裝配式建筑中。
二、設計規范要求
1、厚度要求
按照國家規范《混凝土結構設計規范》GB50010要求,疊合板的預制板厚度不宜小于60mm,后澆混凝土疊合層厚度不應小于60mm。那么,疊合板中的預制板是否越厚越好?有些人認為,疊合板太薄容易開裂,甚至會斷裂。但是,作者認為這個觀點是不對的,主要是考慮到以下因素:
(1)預制板中的桁架鋼筋可以增加平面外剛度,減少運輸和吊裝施工期間的撓度變形,確保了起吊運輸澆筑時構件的平安;
(2)預制板加厚對于提高承載力的幫助并不大,反而會加大疊合板的重量,增加吊點承受的荷載,這對于起吊更加不利。
(3)疊合板的預制板防滲漏能力有限,樓蓋的防滲漏性能主要取決于現澆疊合板的質量,加厚底板于事無補;
(4)疊合板預制板只配有一層雙向鋼筋,若只增加預制板厚度,將會加大由溫差引起的應力,從而使混凝土更加容易開裂產生裂紋。
因此,在實際設計過程中,預制板的厚度一般以60mm為宜。
1-預制板;2-桁架鋼筋;3-上弦鋼筋;4-下弦鋼筋;5-格構鋼筋
2、接縫設計要求
疊合板的整體受力性能介于可以按板縫劃分為單向板和整體雙向板,與樓板的尺寸、后澆層與預制板的厚度比例、接縫鋼筋數量等因素有關。板縫接縫邊界由于是后澆形式,不等同于整體式,因此主要傳遞剪力,在傳遞彎矩性能方面較差,在沒有可靠依據時,可偏于平安地按照單向板進行設計,接縫鋼筋按構造要求確定,其主要目的是保證接縫處不發生剪切破壞,控制好接縫處裂縫延伸。
當疊合板遇到跨度較大、有相鄰懸挑板的上部鋼筋錨入等情況,疊合面上會受到外力溫度等變化,會使截面產生較大的水平剪力,因此,需配置界面抗剪構造鋼筋來保證水平面的抗剪能力。當沒有桁架鋼筋時,需配置抗剪鋼筋,如馬鐙形狀鋼筋,且鋼筋直徑、間距及錨固長度應滿足疊合面抗剪的要求。
雙向疊合板板側的整體式接縫既要避開大彎矩截面又要避開大受力處,接縫可采用后澆帶形式。在預制構件之間及預制構件與現澆及后澆混凝土的接縫處,當受力鋼筋采用可靠的連接方式,且接縫處新舊混凝土之間采用粗糙面、鍵槽等構造措施時,結構的整體性能與現澆結構類同,設計中可采用與現澆結構相同的方法進行結構分析,并根據相應規范的相關規定對計算結果進行適當的調整。
3、桁架鋼筋混凝土疊合板中桁架筋要求
桁架疊合板是常用的樓板形式,與大多現代房屋建造技術與構配件一樣,桁架疊合板也是“舶來品”;桁架筋做為桁架疊合板主要組成之一,其作用有以下幾點:
(1)增加疊合板剛度,由于樓板厚度較大,桁架筋可以明顯提高樓板的剛度;
(2)增加疊合面受剪能力,但這個不是太明顯,對于常規居住、辦公樓荷載的疊合樓板,不配抗剪鋼筋的疊合面仍滿足受剪計算要求;
(3)做為施工中的“馬鐙”;
(4)起吊用的吊點;
(5)做為雙向板鋼筋輔助鋼筋,可以間接實現橫向受力鋼筋傳力筋,如下圖所示:
按照《裝配式混凝土結構技術規程》 JGJ1-2014規范中,桁架鋼筋混凝土疊合板應滿足下列要求:
1)桁架鋼筋應沿主要受力方向布置;
2)桁架鋼筋距板邊不應大于300mm,間距不宜大于600mm;
3)桁架鋼筋弦桿鋼筋直徑不宜小于8mm,腹桿鋼筋直徑不應小于4mm;
4)桁架鋼筋弦桿混凝土保護層厚度不應小于15mm。
4、疊合板支座節點要求
按照規定疊合板中預制板錨固筋不得彎90°,更不得在吊裝前將其壓于板下,如果現場施工處理不當,容易使預制板板端鋼筋產生疲勞效應,導致錨固筋間距不一,上下不在同一標高線上,嚴重影響結構受力,因此,怎么才能解決預制板支座部位結構鋼筋的節點處理問題,很值得我們去深思。其中,當預制板內的縱向受力鋼筋宜從板端伸出并錨入支承梁或墻的后澆混凝土中,錨固長度不應小于5d(d為縱向受力鋼筋直徑)。