装配式软件常见问题解析(十四)
曹龙
中国建筑科学研究院有限公司 北京构力科技有限公司 北京 100013
[摘要]装配式预制叠合楼板拆分时,选择合适的排列方向、桁架规格、排布是影响生产成本的重要因素。在实际项目如何选择既能满足规范和安全性要求,又能降低生产和施工难度提质增效呢?
[关键词] 桁架选型;叠合板;PKPM-PC
1 预制叠合板楼板设计时,桁架方向如何选择?
答:
根据《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014中6.6.7节第一条的规定,钢筋桁架应沿主要受力方向布置。对于楼板来讲,一般意义上的主要受力方向为矩形房间的短边方向,如图 1所示。
图 1主要受力方向
根据《钢筋桁架混凝土叠合板应用技术规程》T/CECS 715-2020中第6.2.3条第一款规定,钢筋桁架应沿短暂设计状况主要受力方向。此规定比较明确,下面从实际受力的角度分析:
假定预制板某方向有两排吊件时,其弯矩如下图:
吊点设计最优时,Ma=Mb=Mc。楼板长度越大,弯矩越大,同等截面和构造条件下,也更加容易发展裂缝。
假定预制板某方向采用3排吊件时,其弯矩状态如下:
吊点设计最优时,Ma=Mb=2*Mc,负弯矩起控制作用。此方向布置桁架将大大提升对负弯矩的抵抗作用。
预制板短边尺寸一般在0.8—2.4m之间,长边尺寸一般在2.8-5.8m之间。大多数叠合板短边方向布置2排吊件,长边方向布置2或者3排吊件。
当长短边全部布置两排吊件时,长边弯矩较大,桁架沿长边布置更加有利。
当短边布置两排吊件长边布置三排吊件时,一般为长边方向负弯矩起控制作用,桁架沿长边布置更加有利。此方向布置桁架将大大提升对负弯矩的抵抗作用,降低混凝土开裂的风险。
因此在实际设计中,进行预制板拆分时,应尽量楼板主受力方向与预制板长边方向一致。若在某些特殊位置的楼板很难保证两者方向一致时,建议优先考虑预制板长边方向布置桁架。
2 预制叠合板楼板设计时,桁架规格如何选择?
答:
1)桁架的基本构成和命名规则
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桁架侧面 | 桁架断面 |
桁架高度/宽度是指桁架截面包围盒高度和宽度尺寸,不是上下弦筋中心的尺寸。一般桁架规格命名为A80/A90/A100/B80/B90/B100等。其中A表示桁架上弦筋采用HRB400 φ8的钢筋,B表示桁架上弦筋采用HRB400 φ10的钢筋。后面的数字表示桁架高度H1,比如A80桁架表示桁架高度为80mm。
2)桁架高度确定
桁架高度选择需要综合考虑楼板厚度、楼板顶部钢筋直径、楼板底部钢筋直径、桁架与底筋的相对关系、保护层厚度等确定桁架高度。
排列1:
桁架高度 ≤ 楼板厚度 - 保护层厚度c*2 - 底筋钢筋直径d1 - 顶部钢筋直径d2
排列2:
桁架高度 ≤ 楼板厚度 - 保护层厚度c*2 - 底筋钢筋直径d1 - 底筋钢筋直径d1’- 顶部钢筋直径d2 - 底筋钢筋直径d2’
排列3:
桁架高度 ≤ 楼板厚度 - 保护层厚度c*2 - 顶部钢筋直径d2
在实际设计中需要根据不同的参数和排布情况,计算得到桁架高度。
3)A/B如何选择
按《桁架钢筋混凝土叠合板(60mm厚底板)》的分类,A表示桁架上弦筋采用HRB400 φ8的钢筋,B表示桁架上弦筋采用HRB400 φ10的钢筋。桁架上弦筋越粗,上弦筋抵抗失稳/屈服破坏的能力越强,能够抵抗弯矩的能力也越强。
参考图集中底板参数表的值,当板长不小于3720mm时,桁架采用B规格的桁架。当板长小于3720mm时,桁架采用A规格的桁架。
在实际设计场景中,需要根据板短暂工况验算的结果选择合适的规格。