國家大力推廣裝配式建筑的應(yīng)用已有多年,裝配式建筑在所有建筑中的占比也逐年提升。作為最量大面廣的裝配式構(gòu)件,樓板一直以鋼筋桁架疊合板(用于PC結(jié)構(gòu))和鋼筋桁架樓承板(用于鋼結(jié)構(gòu))兩種形式為主。對于PC結(jié)構(gòu)而言,鋼筋桁架疊合板雖然使用范圍廣,但作為一項傳統(tǒng)的技術(shù),痛點不少。
鋼筋桁架疊合板的工廠預(yù)制部分由60~80mm的混凝土底板與鋼筋桁架組成,現(xiàn)場綁扎鋼筋后澆筑不小于70mm的混凝土,現(xiàn)澆部分與工廠預(yù)制部分結(jié)合成整體組成了結(jié)構(gòu)的樓板系統(tǒng)。雖然傳統(tǒng)疊合板減少了現(xiàn)場腳手架和模板的使用,但痛點仍然不少:
1)生產(chǎn)不方便:
a.鋼筋含量多,工廠鋼筋綁扎工作量大,且四面出筋
b.底板厚度大,混凝土用量多
c.獨立模臺生產(chǎn),標準化程度低,效率低
2)運輸不方便
a.底板厚度達60mm,每平方重達150kg
b.運輸過程中混凝土容易裂縫
c.每層板之間需要隔開,單車運輸量小
3)吊裝不方便
a.單位面積重量大
b.單塊板面積小,安裝效率低
c.四角錐桁架影響管線布設(shè)
4)安裝不方便
a.1.5~2m需設(shè)置一道支撐,免撐跨度小,
b.四面出筋,與梁接觸處安裝麻煩
c.拼縫需要設(shè)置后澆帶,需要安裝吊模
5)應(yīng)用場景有限
a.不適合用在鋼結(jié)構(gòu)建筑中
b.不適合用在現(xiàn)澆混凝土建筑中
6)造價高
a.鋼筋含量和混凝土含量較大,原材料成本高
b.自動化程度低,生產(chǎn)效率低,人工費用高
c.運輸費用高,運輸半徑有限
d.免撐跨度小,措施費高
e.最小厚度130mm,但現(xiàn)澆板100~120mm即可滿足受力要求
圖 1 傳統(tǒng)鋼筋桁架疊合板
科技的進步,很大程度上是在解決現(xiàn)有技術(shù)的痛點。為了解決傳統(tǒng)疊合板的痛點,各種裝配式樓板技術(shù)如雨后春筍般涌現(xiàn),包括可拆底模樓承板、免拆底模樓承板、PK板、無鋼筋桁架疊合板等。這些樓板或多或少的解決了傳統(tǒng)疊合板的痛點,但始終未能撼動疊合板的地位。
泰大創(chuàng)新旗下砼加科技在易裝板的基礎(chǔ)上最新研發(fā)的PH免撐板,通過多項技術(shù)集成,很好的解決了傳統(tǒng)疊合板的各項痛點。多項試驗數(shù)據(jù)和計算分析表明,PH免撐板力學性能卓越,抗彎剛度達到傳統(tǒng)疊合板的3倍以上,120mm疊合板免撐跨度可達4.5m。
圖 2 PH免撐板
PH免撐板工廠部分由底板、腹桿和砼肋組成。其中:
1)底板:采用35mm高等級混凝土,配合先張法有粘結(jié)1570MPa高強度預(yù)應(yīng)力鋼絲制作,大幅提高材料利用效率,降低了材料成本,減輕預(yù)制件重量。
2)腹桿:采用單排空心鋼管制作,與傳統(tǒng)四角錐鋼筋桁架相比,材料用量顯著減少,現(xiàn)場穿管線也更加靈活。
3)上弦:采用基于顆粒緊密堆積理論研發(fā)的至強UHPC材料制作,具有超高彈性模量和較強抗裂性能,可大幅提高疊合板的抗彎剛度,實現(xiàn)4.5m免支撐(空心板可實現(xiàn)9m免支撐)。
PH免撐板是一種博采眾長、多處創(chuàng)新的新型樓板,近期已陸續(xù)在PC結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)中使用,其大跨免撐的優(yōu)點受到了施工單位和業(yè)主的一致好評。
下表將PH板與傳統(tǒng)疊合板的痛點進行對比,我們發(fā)現(xiàn),PH免撐板將傳統(tǒng)疊合板的所有痛點都解決了。
項次 | 鋼筋桁架疊合板 | PH免撐板 |
生產(chǎn)便利性 | 1) 鋼筋含量多,現(xiàn)場鋼筋綁扎工作量大,且四面出筋 2) 底板厚度大,混凝土用量多 3) 獨立模臺生產(chǎn),效率低 | 1) 鋼筋含量少,綁扎自動化程度高,不四面出筋 2) 底板厚度小 3) 長模臺生產(chǎn),效率高 |
運輸便利性 | 1) 底板厚度達60mm,每平方重達150kg 2) 運輸過程中混凝土容易裂縫 3) 每層板之間需要隔開,單車運輸量小 | 1) 僅重90kg/m2,重量大幅減輕,運輸便利 2) 預(yù)應(yīng)力技術(shù),不易開裂 3) 直接疊放,運輸方便,運輸量大 |
吊裝便利性 | 1) 單位面積重量大 2) 單塊板面積小,安裝效率低 | 1) 單塊板最大45m2,吊裝效率高 2) 單位面積重量小,吊裝更便利 3) |
安裝便利性 | 1) 1.5~2m需設(shè)置一道支撐,免撐跨度小, 2) 四面出筋,與梁接觸處安裝麻煩 3) 拼縫需要設(shè)置后澆帶,需要安裝吊模 4) 四角錐桁架影響管線布設(shè) | 1) 4.5m免模免撐,現(xiàn)場措施費大幅減少,人工用量少 2) 兩側(cè)不出筋,安裝方便 3) 密拼縫,無后澆帶吊模 4) 單排腹桿,管線穿設(shè)方便 |
應(yīng)用場景 | 1) 不適合用在鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆混凝土建筑中 | 1) 鋼結(jié)構(gòu)、PC和現(xiàn)澆全場景適用 |
綜合造價 | 1) 鋼筋含量和混凝土含量較大,原材料成本高 2) 自動化程度低,生產(chǎn)效率低,人工費用高 3) 運輸費用高,運輸半徑有限 4) 免撐跨度小,措施費節(jié)省不明顯 5) 最小厚度130mm,但現(xiàn)澆板100~120mm即可滿足受力要求 | 1) 預(yù)應(yīng)力高強度鋼絲,含鋼量大幅減少 2) 自動化長模臺生產(chǎn),效率低、人工少 3) 運輸量大,運輸費用低 4) 措施費低。 5) 最薄可做100mm板厚,常規(guī)120mm板厚,節(jié)省混凝土用量,減少主體結(jié)構(gòu)自重,降低主體結(jié)構(gòu)造價 |
結(jié)論 | 痛點較多 | PH板解決了所有痛點 |
圖 4 PH免撐板用于PC結(jié)構(gòu)
圖 5 PH免撐板用于鋼結(jié)構(gòu)
圖 6 15mx3m超大連續(xù)板吊裝
圖 7 簡支9m跨免撐荷載試驗
除了解決傳統(tǒng)疊合板的痛點,PH免撐板超大的免支撐跨度可以大幅增加次梁間距,從而實現(xiàn)酒店、辦公樓等室內(nèi)無次梁,大幅增加建筑凈高,且減少樓蓋成本。
PH免撐板的整間板方案,可以實現(xiàn)一個房間一塊板,室內(nèi)樓板無拼縫。
PH免撐板的大板方案則可以實現(xiàn)室內(nèi)無次梁,增加凈高或減少層高。
而對于量大面廣的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),超級樓蓋技術(shù)可以發(fā)揮作用。一般的裝配式做法相對傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)造價都有不同程度的上升,這也是裝配式建筑到推廣并不快速的主要原因之一。而PH免撐板搭配超級次梁形成的超級樓蓋系統(tǒng)用于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),除了可以滿足一定的裝配率,還可以實現(xiàn)除立柱主梁需要臨時支撐外,樓蓋部分免模免撐。這種做法可以實現(xiàn)比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)更省錢的裝配式建筑,值得大范圍推廣。
造價問題很關(guān)鍵。PH免撐板及超級樓蓋方案減少了建筑材料的使用,縮短了工期,降低了運輸階段的工作量,因此綜合可以節(jié)省50~300元/m2的建造成本,同時也大幅降低了建筑建造階段的碳排放。
裝配式建筑的逐漸普及依賴于技術(shù)的不斷革新。PH免撐板一經(jīng)推出,就立刻獲得了眾多專業(yè)人士的認可,并陸續(xù)用于各類項目中。PH免撐板的生產(chǎn)雖然與傳統(tǒng)疊合板有所區(qū)別,但傳統(tǒng)疊合板生產(chǎn)線可以低成本改造成PH板生產(chǎn)線。近期已陸續(xù)有廠家將傳統(tǒng)PC疊合板生產(chǎn)線改造為PH板生產(chǎn)線。
我們相信,PH免撐板及超級樓蓋系統(tǒng)由于其良好的經(jīng)濟性和卓越的力學性能,將會得到廣泛的使用,為減少業(yè)主投資、降低建筑建造階段的碳排放做出貢獻,也將促進中國雙碳目標盡早達成!
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