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岩土研究院

大跨度预应力装配式双T板结构在学校建筑中的应用

33 2024-02-23 14:16:45

摘要预制预应力双T板是建筑工业化的产物,深受业内人士好评和欢迎,在国内的很多省份已有众多实际工程得以广泛应用并建成了双T板的相关生产体系。本文以实际项目案例,为大家介绍双T板技术在学校项目中的具体应用。

关键词:大跨度;装配式结构;双T板;预应力;

文章来源:上海浦凯预制建筑


一、引言

预制预应力双T板 (以下简称“双T板”),是建筑工业化的产物,跨度一般为9~24 m,在北美地区广泛应用于公共建筑、停车场建筑等大跨度楼(屋)盖结构体系中。因其具有构造简单(楼屋盖板梁合一)、跨度大、自重轻、经济指标好、防火、防潮、施工进度快等一系列突出优点,双T板深受业内人士好评和欢迎。

我国曾在上个世纪60~70年代引入此体系并建成若干项目。近年来随着装配式建筑在全国范围内的大力推广应用,双T板技术也再次进入工程界视野,目前在国内很多省份的众多实际工程中都得到了广泛的应用,甚至很多省份已建成了双T板的相关生产体系。

上海浦凯预制建筑科技有限公司近期负责深化设计了一系列双T板技术相关的项目工程,诸如仓库、厂房、车库等。本篇着重为大家介绍双T板技术在学校项目中的应用。



图1  预制预应力双T板(简称“双T板“)



二、工程概况

本项目为位于上海市杨浦区某学校,装配式混凝土建筑为小学内2栋教学楼、1栋行政楼、1栋食堂及活动中心。此项目中总建筑面积为34491.76平方米,地上面积为25559.16平方米。项目结构类型为装配整体式混凝土框架结构,框架抗震等级为二级。预制构件类型包括桁架预制叠合板、预制叠合梁(框架梁、次梁)、预制双T板、预制楼梯、预制外填充墙及预制女儿墙共计6种。

根据《沪建建材[2016] 601号-预制率装配率计算细则》的要求,本项目采用方法二进行预制率计算,方法二中楼板对预制率的贡献由预制免模楼板面积/楼板总面积决定,梁对预制率的贡献由预制梁总长度/梁总长决定,而双T板是板、梁结合的预制钢筋混凝土承载构件,其在预制率计算时可同时考虑双T板对楼板和梁的预制率统计;此项目中各子项按设计文件计算预制率均为40%。

图2  总鸟瞰图


三、双T板设计 

1、双T板技术介绍

双T板主要应用于楼、屋盖体系中。楼盖结构是结构体系中的水平构件,主要功能是联系各竖向构件、形成抗侧力体系进而达到传递诸如地震荷载、风荷载等水平荷载的目的。楼盖体系不仅可以承担竖向荷载,而且可以发挥横隔板作用(提供平面内的强度和刚度,实现传递水平向荷载的目的)。

根据横隔板作用的强弱可以分为两大类:“干式”楼盖体系(untopped or pretopped diaph-ragm)和湿式”楼盖体系(topped diaphragm)。前者为楼盖只由预制板组成,由预制板和连接件来提供隔板作用;而后者则是在预制板上配置钢筋网片后再浇筑混凝土层。在西方国家中,一般是在中、低烈度区使用干式体系而在高烈度区采用湿式楼盖体系。我国目前通常都采用湿式楼盖体系的做法。

双T板应用于框架结构体系中较为成熟的技术解决方案为:预制混凝土框架+双T板楼板体系,即为:

      · 楼板采用双T板;

      · 框架梁采用现浇梁或预制叠合梁,必要时采用先张法预制预应力叠合梁;

      · 框架柱采用现浇或者预制混凝土柱;

      · 外墙维护采用新型建筑墙板;

双T板主要材料为高强混凝土及预应力螺旋带肋钢筋或钢绞线制作。板跨度可以达到30m,但根据运输、吊装等一系列要求,建议跨度控制在12~18m,运输、施工便捷,综合造价比较节约。双T板单块重量如下所示:


与厂房、仓库等大跨度项目不同的是,本项目类型为学校,涉及到教学楼、教学行政楼、食堂及活动中心,柱距跨度基本上为6~9米,故本项目中所采用双T板的规格尺寸有:6.450m、7.850m、7.950m、8.360m、8.450m等。


2、双T板设计内容

PC预制构件拆分设计时需结合主体设计单位,并充分考虑预制构件生产、运输的要求,同时结合现场易建性的原则来进行设计。此项目中标准层以双T板及楼梯进行预制,屋顶层进行预制梁、预制叠合板及预制女儿墙的拆分。

(1)双T板是板、梁结合的预制钢筋混凝土承载构件,由宽大的面板和两根窄而高的肋组成,因兼作施工底模板,便于规模化量产,作为首选预制构件。本项目双T板布置范围为屋面层以下的楼层。

图3  双T板布置图(部分)

图4  双T板构件实物

(2)双T板与框架梁的连接:

图5  双T板与框架梁的设计节点1

图6   设计节点现场图

图7  设计节点现场细部1

 

平行于双T板处的梁边无法满足布置双T板时,可在梁边设置悬挑板(现浇板),见下图9~图10:

图9 双T板与框架梁的设计节点2现场细部

图10 双T板与框架梁的设计节点2


(3)双T板安装后应现浇厚度不小于50mm,强度不小于C30的混凝土层:



(4)当机电预埋需要在双T板进行开洞时:

12  双T板机电开洞

图13  设备管线利用双T板肋梁安装


3、其他预制内容

本项目中双T板仅布置在屋面层以下,屋面层以预制叠合梁和预制叠合板进行拆分,同时由于楼梯、预制墙及女儿墙等能够批量生产、施工简单,当预制率不足时,可由这些构件进行补充。

图14 叠合板布置图(局部)

图15 叠合梁布置图(局部)

图16 预制楼梯构件

        

图17  预制外墙布置图


三、双T板体系的显著优势

具有跨度大、承载力强、整体性好、底面光洁美观等特点。双T板的跨度一般有18m、24m、30m,空间大,非常适合厂房、仓库、车库、冷库,能满足厂房的设备工艺要求,广泛适用于各种堂馆等大跨度建筑屋面。但对于跨度不是很大的项目诸如学校、公建等类型,同样由于如下的显著特点(优势)也依然适用。

图18  双T板项目现场全景

 

1、施工方便,缩短工期

双T板作屋面减少建筑物的梁柱,简化建筑结构;同时安装方便,能大量减少施工支模甚至免支模等工作量(见图19所示);前期制作模式化,养护采用蒸汽养护,运输至现场直接吊装,一般从制作到吊装不超过7天即可完成,可大大缩短工期,从而可以降低工程综合造价。

2、耐火性较好

与钢结构大跨度屋面相比,双T板具有防火、耐腐蚀免维护、抗风雪和使用寿命长等优点,尤其适用于潮湿环境地区的工程项目。

 3、造价低

因双T板适于较大跨度,厂房可选用较大的跨度或柱网,借以取得较好的技术经济效果;相对比于钢结构,造价明显低。

 4、预制效率高

由于双T板是预制钢筋混凝土承载构件,在装配式建筑结构预制率统计中,双T板不仅涉及板的相关预制统计,同时也涉及到梁的相关预制统计,能有效提高预制率的统计。


本项目若干参与单位信息如下:

建设单位:上海市杨浦区教育局

施工单位:上海建工二建集团

施工图设计单位:上海同设建筑设计院有限公司

PC深化设计单位:上海浦凯预制建筑科技有限公司



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