浙江绿筑集成科技有限公司 浙江省 绍兴市 312000
摘要：萧山机场5、6号公寓宿舍楼项目采用以交错桁架结构为核心的成套装配式建筑技术解决方案，充分满足建筑使用功能及经济性的要求，实施应用了装配式钢结构交错桁架结构技术、SPD预应力叠合楼板技术、保温装饰一体化外墙技术、集成卫浴技术、装配式钢结构楼梯技术等先进装配式技术。交错桁架作为一种区别于传统框架结构的结构体系，其在结构整体分析中需要考虑楼板的共同作用，本文对交错桁架结构整体计算分析提供一种简化计算模型，同时针对楼板的构造提出一种经济适用，且抗剪性能优越的构造措施
关键词：交错桁架；SPD楼板；外挂内嵌；集成卫浴；
0 引言
国家明确提出节能减排目标，建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力。工程建设行业是能源及资源消耗的重要的领域之一，国家提出绿色建筑行动方案，绿色建造不仅仅是建造过程的资源节约和环境保护，也不单纯是建造活动的技术进步，而是一个文明的进程，是建筑业摆脱传统粗放建造方式、走向现代建造文明的可持续发展之路。
萧山机场5、6号公寓宿舍楼项目是为打造装配式建筑科技创新型的一个示范性工程。该工程的装配式建筑实施应用了装配式钢结构交错桁架结构技术、SPD预应力叠合楼板技术、保温装饰一体化外墙技术、集成卫浴技术、装配式钢结构楼梯技术等先进装配式技术。先后获得国家“十三五”重点研发计划绿色建筑及建筑工业化重点专项示范工程和住建部装配式建筑科技（信息化）示范工程两项荣誉。根据国标《装配式建筑评价标准》（GB／T51129-2017）计算，装配率为82%，达到AA级装配式建筑评价要求，对推进钢结构装配式集成建筑在行业内推广与应用具有较好的示范意义。
1 工程概况
杭州萧山机场5、6号公寓宿舍楼工程位于杭州市萧山机场地块，总建筑面积约3.4万平米，地下面积：0.6万㎡，地上面积：2.8万㎡，5#楼1.2万㎡，6#楼1.6万㎡；建筑层数：5#楼7层，6#楼10层，标准层高3.1m；结构形式：钢结构交错桁架体系（PS）+预制混凝土(PC)体系；该项目抗震设防分类为丙类，设防烈度为6度0.05g，设计地震分组为一组，场地类别为III类。建筑安全等级二级，设计使用年限50 年。
图3 交错桁架轴测图
图7 SPD板降板构造
SP板即预制预应力混凝土空心板，其上可现浇不小于50mm的混凝土叠合层，形成的叠合构件称之为SPD板。建筑中使用SPD板可达到大开间的效果，即SPD板支承于建筑周边，内部采用轻质隔墙进行分隔，建筑空间可灵活布置且易于更改。而且SPD板底部较平整，可免除吊顶增加室内净高。现场安装时SPD板铺设方便，施工快捷。
2.3、外墙系统
在外墙系统成功引进了幕墙技术的优势，同时结合项目本身的特点，采用了保温装饰一体化的单元式预制混凝土PC“外挂内嵌”集成外墙系统，解决了装配式外墙保温、装饰、防水的问题。
图10 水平拼缝构造
本项目装配式墙板的缝隙有PC外挂墙板之间的水平缝、垂直缝，PC挂板水平缝设计高低的企口缝，形成构造防水。PC外墙挂板板缝所用的密封材料应选用耐候性密封胶，密封胶与混凝土的相容性、低温柔性、最大伸缩变形量、剪切变形性、防霉性及耐水性等均应满足设计要求，且应满足外饰面防污和环保要求. 背衬材料可选用直径为缝宽1.3-1.5倍的泡沫塑料棒或以PVC硬质塑料片挡缝后嵌聚合物砂浆。
2.4、内墙系统
为了实现结构体系的优越性，内隔墙需要着重考虑交错桁架处的隔墙方案。桁架两侧采用了75厚的ALC条板,无桁架处采用了150厚的ALC条板。ALC板材材料即蒸压加气混凝土板。特点质轻高强、耐火性优良、抗渗性优良，现场可加工性良好。为工厂预制产品，精度高，可刨、可锯，为现场装配式板材。采用干作业，安装简便，工艺简单，大大缩短工期，提高效率及施工质量。板材标准宽度600mm。
图12 集成卫浴产品
3、交错桁架结构体系设计要点
3.1 交错桁架整体简化计算分析
交错桁架钢结构设计规程JGJT 329-2015中规定：交错桁架结构在分析竖向荷载作用时，不宜计入组合梁效应。交错桁架结构在分析横向水平荷载时，宜计入组合梁效应。在计算模型中是否考虑平面桁架与混凝土楼板的组合作用，将对计算结果产生较大的影响。
在通用结构计算软件里实现这一条文需要建立两个空间模型用于确定弦杆的截面大小，即建立一个不带楼板的模型计算交错桁架结构在竖向荷载下的内力；建立一个带楼板的模型计算交错桁架在横向水平荷载下的内力，最后，将两个模型的内力提出，进行荷载组合再设计桁架弦杆截面。这种设计方法虽然可以实现对交错桁架各构件的设计，然而，这种方法需要手工提取各工况的内力，并对各工况的内力进行荷载组合，过程相当繁琐。
图15 SPD板与桁架弦杆连接构造
3.3 施工工况分析
本项目中楼层板采用装配式SPD预应力叠合楼板技术，施工时楼板自重会使弦杆处于受扭状态。为进一步分析施工过程中装配式SPD预应力叠合楼板技术对主体结构的影响，采用ABQUS程序对结构典型位置进行了分析。
(c) 变形图
图16 楼板施工工况分析
分析模型取桁架跨度的1/2，结构构件及楼板均采用三维实体单元模拟，弦杆截断处为相应坐标系下的对称约束。荷载换算为楼板表面的压力，包括楼板自重以及1.0kN/m2的施工荷载。分析模型及结果如图16所示，由分析结果可知，主体结构的应力及变形等主要指标均在施工允许的安全范围内。
4、结论
1、交错桁架结构体系能较好地适应建筑功能平面布置，其高效的传力机制，且用钢量低于传统框架结构，取得较好的经济性。
2、装配式钢结构交错桁架结构及成套技术对推进钢结构装配式集成建筑在行业内推广与应用具有较好的示范意义。
3、该项目在采用的各项技术中，充分考虑了装配式集成建筑各项技术的协同问题，通过集成技术手段解决了各项技术之间的接口问题，最终建筑功能的完美实现，充分说明了装配式集成建筑不仅是建筑部件、构配件的集成,也是集优选的技术方案、先进的生产管理方式、性能优良的材料设备于一体的优化装配式集成建筑产品，如何解决个专项装配式技术的“集成”是装配式建筑成败的关键因素。
参考文献
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论文作者:徐国军
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/8/28
标签：桁架论文; 楼板论文; 建筑论文; 结构论文; 技术论文; 荷载论文; 钢结构论文; 《防护工程》2019年11期论文;