新型預(yù)制三T板構(gòu)件在裝配式建筑中的免模免撐施工關(guān)鍵技術(shù)

1 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀

迄今為止，裝配式技術(shù)的發(fā)展歷史已有110 余年，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在世界各發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用相當(dāng)廣泛， 在建筑工業(yè)化的發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮著不可替代的作用[1]。

2016 年2 月，中共中央國(guó)務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》 對(duì)大力發(fā)展裝配式建筑提出了明確要求。 2016 年9 月，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)〔2016〕71 號(hào)）[2]。

同時(shí)， 在國(guó)家和地方政府大力提倡節(jié)能減排的政策號(hào)召下， 我國(guó)建筑業(yè)開始邁向綠色建筑和建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)之路， 行業(yè)聚焦新型建筑工業(yè)化和預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。 在政策的鼓勵(lì)和企業(yè)的實(shí)踐中，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)迎來(lái)了全新生機(jī)， 新型裝配式結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件的研發(fā)和設(shè)計(jì)不斷發(fā)展。

隨著建筑工業(yè)化的不斷發(fā)展， 住宅建筑及工業(yè)建筑基本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化建造，但是仍然存在建設(shè)成本較高、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高、配套技術(shù)不全、專業(yè)設(shè)計(jì)能力不強(qiáng)等各種問(wèn)題，需要整個(gè)行業(yè)共同思考并積極解決。 通過(guò)新型裝配結(jié)構(gòu)體系和新型預(yù)制構(gòu)件實(shí)現(xiàn)大跨度、無(wú)支撐的高效裝配，并在此基礎(chǔ)上縮短工期和提高經(jīng)濟(jì)效益， 是當(dāng)前主要的研究方向之一。

2 預(yù)制三T板構(gòu)件的創(chuàng)新研發(fā)

我國(guó)公共建筑的裝配式結(jié)構(gòu)形式主要為混凝土框架結(jié)構(gòu)，在具體的實(shí)施過(guò)程中有采用梁、板、柱全預(yù)制的形式；梁、板預(yù)制，柱現(xiàn)澆的形式；梁、柱現(xiàn)澆，而屋蓋、樓蓋采用預(yù)制的形式。 屋蓋、樓蓋采用最多的是疊合板樓蓋，行業(yè)內(nèi)也逐漸出現(xiàn)了將預(yù)制混凝土雙T 板疊合板應(yīng)用至公共建筑中的成功案例[3]。

預(yù)制混凝土三T 板是在雙T 板的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化了設(shè)計(jì)，降低了梁高，弱化了梁的凸出形式，整體標(biāo)準(zhǔn)化程度高，天花效果更加整潔。 預(yù)制三T 板體系是由受壓面板和3 個(gè)肋梁組成，其截面呈3 個(gè)“T”形（見(jiàn)圖1）。 三T 板截面形狀經(jīng)濟(jì)合理， 由于T 形截面保證了較大的截面有效高度， 材料用量較少，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)明顯。

3 三T板結(jié)構(gòu)體系的項(xiàng)目應(yīng)用

福州市長(zhǎng)樂(lè)區(qū)新村小學(xué)項(xiàng)目位于福州濱海新城， 總建筑面積約28 000 m2，由5 棟建筑組成，地上5 層，地下1 層，其中，3#、4#、5#教學(xué)樓為裝配式結(jié)構(gòu)，裝配率達(dá)91%。

項(xiàng)目教學(xué)樓創(chuàng)新采用三T 板+ 免撐免模體系，形成了“模塊化設(shè)計(jì)+智能生產(chǎn)管理+ 快速裝配建造” 的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)全裝配施工體系。

預(yù)制混凝土三T 板結(jié)構(gòu)體系通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)，可較常規(guī)模式減少約70%預(yù)制構(gòu)件規(guī)格數(shù)量， 從而使構(gòu)件具備少規(guī)格、多組合的特點(diǎn)，為工業(yè)化生產(chǎn)及裝配化施工提供了極大便利，生產(chǎn)效率大大提高。 在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，板塊尺寸大、安裝工藝簡(jiǎn)單、整體吊裝、安裝效率高，加快了施工進(jìn)度，縮減了預(yù)制裝配體系的施工周期， 提高了預(yù)制裝配率和整體質(zhì)量，達(dá)成大面免撐免模施工工藝，減少了材料投入量，節(jié)約了成本。

4 三T板結(jié)構(gòu)體系施工的關(guān)鍵技術(shù)

傳統(tǒng)施工中，由于預(yù)制板跨度較長(zhǎng)，以及自身重量較大，通常需要在預(yù)制板吊運(yùn)安裝時(shí)設(shè)置豎向滿堂架等臨時(shí)支撐，臨時(shí)支撐安拆耗時(shí)、費(fèi)料，且施工速度較慢[4]。

在三T 板研發(fā)過(guò)程中， 即綜合考慮了免模免撐相關(guān)技術(shù)實(shí)施方案， 對(duì)三T 板與疊合梁連接節(jié)點(diǎn)和疊合梁與柱連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[5]，采用定制可周轉(zhuǎn)鋼牛腿和永久性鋼牛腿作為節(jié)點(diǎn)支撐，代替豎向架體支撐，綜合有限元受力分析對(duì)鋼牛腿造型進(jìn)行優(yōu)化，并通過(guò)樣板區(qū)進(jìn)行驗(yàn)證后進(jìn)行大面積實(shí)施。

4.1 疊合梁免支撐安裝

為實(shí)現(xiàn)三T 板結(jié)構(gòu)體系的免支撐施工， 首先將疊合梁采用定制可周轉(zhuǎn)鋼牛腿支撐于柱頂， 免除滿堂架支模體系搭拆等工序，形成免支模裝配式創(chuàng)新技術(shù)施工，減少材料投入量，提高安裝效率，節(jié)約整體工期。

支撐預(yù)制梁的定制鋼牛腿用螺栓錨固于柱頂梁底， 底部采用調(diào)平螺栓調(diào)整預(yù)制梁安裝標(biāo)高， 側(cè)向用側(cè)板固定梁位進(jìn)行軸線定位控制。 鋼牛腿在結(jié)構(gòu)樓面現(xiàn)澆層澆搗完成，并養(yǎng)護(hù)至拆模強(qiáng)度后可拆除，再進(jìn)行周轉(zhuǎn)利用，實(shí)現(xiàn)綠色施工、快速建造。

4.2 三T板免支撐安裝

借鑒傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)的榫卯結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)做法預(yù)制混凝土三T 板結(jié)構(gòu)構(gòu)件的免支撐，采用的是永久U 形鋼牛腿與主梁連接（見(jiàn)圖2）。 鋼牛腿尺寸較小，后期通過(guò)抹灰等措施能較好地隱藏，不影響室內(nèi)的美觀，還可利用混凝土可塑性強(qiáng)的特點(diǎn)，充分表達(dá)建筑師的設(shè)計(jì)意愿，相比傳統(tǒng)的雙T 板體系，可廣泛應(yīng)用于一般的民用公建[6]。

圖2 三T板利用永久U形鋼牛腿實(shí)現(xiàn)免支撐

4.3 三T板吊裝及抗裂措施

由于三T 板構(gòu)件截面具有特殊性， 其3 個(gè)肋梁作為構(gòu)件底部支撐，上部預(yù)制板厚度薄，吊裝過(guò)程受力不平衡則極易出現(xiàn)構(gòu)件開裂，為此應(yīng)采用專用平衡吊架進(jìn)行吊裝（見(jiàn)圖3），并在三T 板上預(yù)留9 個(gè)吊點(diǎn)，3 個(gè)肋梁各預(yù)留3 個(gè)吊點(diǎn)。 平衡吊架采用型鋼制作，利用滑輪及鋼絲繩的組合，確保每個(gè)吊點(diǎn)受力均衡和平穩(wěn)， 以保障三T 板吊裝過(guò)程平穩(wěn)， 構(gòu)件無(wú)集中應(yīng)力，安裝過(guò)程未出現(xiàn)開裂。

圖3 三T板吊裝現(xiàn)場(chǎng)圖

4.4 三T板結(jié)構(gòu)體系高效裝配節(jié)點(diǎn)施工工藝

對(duì)于三T 板結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)件之間連接部位后澆節(jié)點(diǎn)鋼筋碰撞問(wèn)題，應(yīng)創(chuàng)新應(yīng)用梁柱鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)，以保證鋼筋的連接剛度，實(shí)現(xiàn)梁、柱鋼筋有效協(xié)同，提高建造效率[7]。同時(shí)，還應(yīng)采取螺紋連接錨固板等技術(shù)措施，將梁上部鋼筋彎折錨固改為直錨形式，縮短錨固長(zhǎng)度，有效減少吊裝過(guò)程中構(gòu)件間預(yù)留鋼筋的碰撞沖突，節(jié)省鋼材使用量，降低施工難度，實(shí)現(xiàn)高效裝配，加快施工進(jìn)度。

4.5 三T板結(jié)構(gòu)體系免模板施工工藝

圖4 三T板密縫拼接照片

5 結(jié)語(yǔ)

隨著對(duì)新型預(yù)制三T 板預(yù)制構(gòu)件的研發(fā)和不斷施工實(shí)踐， 預(yù)制三T 板結(jié)構(gòu)體系可通過(guò)采用定制鋼牛腿實(shí)現(xiàn)水平構(gòu)件免撐施工，通過(guò)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)高效安裝，通過(guò)密縫板工藝實(shí)