南京大学建筑规划设计研究院有限公司 江苏省 南京市 210093
摘要：以南部小学项目设计的为例，从节约综合成本、降低施工难度、满足工业化标准模数等角度考虑，建议在装配式结构设计中应注意以下几点问题：同一轴线上梁高宜统一、不同方向梁高差不小于100mm、次梁布置应考虑叠合板规格的统一、预制梁底筋应采用大直径、单向叠合板宜采用后浇小接缝。
关键词：装配式；预制梁；叠合板
1、项目概况
南部小学项目位于南京市建邺区，由教学楼（五层）、综合楼（四层）、食堂风雨操场（三层）及若干连廊等单体组成，总建筑面积24779m2，其中地上19881.6m2，地下4897.73m2。本工程±0.000以上采用装配整体式框架结构，结构抗震等级为二级。考虑到竖向构件的重要性、预制柱所需灌浆套筒成本较高，且灌浆施工作业对产业工人技术水平要求较高，故竖向构件全部采用现浇构件。本工程预制构件为：预制桁架钢筋混凝土叠合板、预制叠合梁、预制楼梯,本工程预制装配率为25.75%。
图2 预制梁平面示意图
3、不同方向梁高确定
通常情况下，中柱有两个方向共4根梁相较于同一节点。框架梁底筋均需锚入框架柱内。当梁高基本相同时，梁底筋密集，且其密集程度随着梁配筋量的增大而增加。一些预制深化设计单位偏向于采用同向梁底筋水平偏位，不同向梁底筋竖向偏位以实现梁纵筋避让。一般的框架结构，主梁宽度多为300mm， 250mm或200mm。由于梁底筋的锚固需要用到锚固板或螺栓锚头，按规范要求钢筋净距不小于4d。以300宽的梁为例，假设梁底筋为320，则钢筋中心距为100mm，扣除保护层及箍筋，320基本满足规范净距要求。两根梁纵筋共620，采用水平避让则无法满足规范的间距要求，且同方向梁底筋采用水平避让易导致梁纵筋密集从而影响节点核心区混凝土浇筑质量，故本工程梁底筋均采用竖向避让以保证纵筋间距满足规范要求及保证节点核心区混凝土浇捣密实。不同向梁高相同时，预制梁3、4的底筋都需要较大弯折才能避免与预制梁1、2底筋碰撞。若控制x向梁与y向梁高度差值大于等于100mm，则梁底筋不需弯折或较少弯折便可避免底筋碰撞。由于我省预制装配工业化水平尚处于起步阶段，因而从设计阶段就尽量避免钢筋碰撞，不仅有利于降低深化设计工作量，提高深化设计效率，同时也有利于提高预制构件生产效率。
4、次梁布置
本工程为教育建筑，功能房间中教室的占比较大。教室内的次梁一般均为单跨次梁，按两分或三分布置，次梁布置方式对整个工程的影响也非常值得重视。次梁布置方案有两种，一按轴网等分布置（如图3），二按主梁净跨等分布置（如图4）。对比两种方案可以发现。按轴网等分布置时，因为主梁定位随建筑墙体布置可能居中，也可能偏心，从而导致预制板跨度无法统一。图3所示预制板类型有5种。而按板净跨等分布置时，图4显示预制板类型仅有3种。由此可见，次梁按预制板净跨等分布置有利于预制板规格统一。预制板的规格统一不仅可以减少工厂预制PC构件的开模种类，大大降低预制成本，也有利于现场施工管理及施工作业，符合装配式建筑部品部件标准化的原则。
图3 次梁按轴线等分布置
图4 次梁按预制板等分布置
5、预制梁选筋原则
主次梁连接处，主梁预留后浇段时，在吊装或运输预制场所预制的梁时，容易发生折断、裂缝等质量问题。且主次梁节处连接强度较弱。故本工程采用次梁端部预留后浇段，次梁底纵筋采用机械连接。为了减小机械连接工程量，次梁纵筋多余两排时，第二排钢筋均不锚入主梁。考虑到预埋机械套筒直径均大于纵筋直径，若纵筋直径大于20则预埋套筒间距无法保证，故本工程设计中当梁底筋直径大于20mm时，连接钢筋直径均改为20mm。在比传统现浇工程中，梁底筋截断虽然可以节约工程造价，但由于截断钢筋增加了施工难度，从而影响工程质量，故此种方法在实际工程中并未普遍应用。对于预制梁，其生产加工均在工厂内进行，故截断第二排纵筋在节约工程造价的同时，产品质量也完全不受影响。
在梁柱节点处也非常钢筋密集，故主梁第二排纵筋的截断，不仅有助于节约工程造价，也有利于节点核心区钢筋的避让，有利于混凝土浇捣密实。
6、预制叠合板设计
根据学校建筑结构布置特点，楼板中单向板占比较多，故本工程预制楼板均采用单向叠合板。《装配式混凝土结构连接节点构造（2015合订本）》给出了单向叠合板的两种拼缝形式，一种为密拼接缝，一种为后浇小接缝。根据已有的工程经验，由于目前的施工水平，无法保证两块单向板完全在同一水平高度，若采用密拼接缝，则在板缝处易形成棱角及裂缝，影响建筑美观及使用舒适度，故本工程选择预留4公分后浇小接缝（如图9），通过后浇小接缝的找平，避免板缝处的棱角及裂缝。
图9 后浇小接缝详图
7、结论
在南部小学的预制装配式结构设计过程中，从节约综合成本、降低施工难度、满足工业化标准模数等角度考虑，提出了以下几点建议：同轴线梁高应尽量统一，柱节点不同方向梁高宜设置不小于10公分的高差，次梁布置是应考虑预制板类型的统一，梁底筋应尽量采用大直径，且应部分截断以减少锚固钢筋数量，单向叠合板宜采用后浇小接缝。
论文作者:康信江
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
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