什么是桁架鋼筋預(yù)應(yīng)力疊合板？桁架有哪些作用？
標(biāo)簽：疊合板, 混凝土主梁 發(fā)布在：新聞中心 發(fā)表于2年前
目前我國裝配式混凝土結(jié)構(gòu)（簡稱“PC”）最常用的墻體形式就是桁架鋼筋預(yù)應(yīng)力疊合板（簡稱“桁架鋼筋板”）。與大多現(xiàn)代住宅建造科技與構(gòu)部件一樣，桁架鋼筋板也有“舶來品”,現(xiàn)在早已變成混凝土構(gòu)件的更重要的組成部分之一。
鋼筋預(yù)應(yīng)力疊合板的箍筋桁架是起什么作用的，這是個很高的難題，談到這個疑問就要從美國的應(yīng)用說起。我國至今的混凝土構(gòu)件應(yīng)用科技受法國、日本兩個國家影響最深，但兩個國家都的樓板厚度通常多為18cm以上，25cm厚的樓板也更常見。德國是鋼筋混凝土疊合板制造與應(yīng)用水平最高的國家，典型的鋼筋混凝土疊合板如圖1，多為三角不出筋或僅縱向伸出整體向上彎折的“胡子筋”，以便于推動全自動化生產(chǎn)。
圖1 德國的典型桁架鋼筋板
圖1中的鋼筋桁架主要有五大作用：
一是降低剛度，由于墻體尺寸較大，鋼筋桁架可以顯著增加墻體剛度；
二是降低疊合面受剪，但這個并不明顯，對于常規(guī)居住、辦公荷載的疊合樓板，不配抗剪鋼筋的疊合面仍可滿足受剪計算規(guī)定；
三是施工“馬鐙”；
四是“吊鉤”；
最后就是雙向板鋼筋間接錨固輔助鋼筋，德國的桁架鋼筋板多為密拼雙向板混凝土標(biāo)簽，采用間接錨固實(shí)現(xiàn)橫向受力鋼筋傳力，鋼筋桁架是推動鋼筋間接錨固的前提（如圖2，取自上海市地方標(biāo)準(zhǔn)《裝配整體式疊合剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》征求意見稿）。
圖2 雙向疊合板分離式（密拼）接縫構(gòu)造示意
我國的常規(guī)樓板厚度多為12cm左右，桁架鋼筋板多為6cm疊合底板（圖3）+7cm后澆混凝土層。對比圖1、圖3，可逐一分析我國桁架鋼筋預(yù)應(yīng)力疊合板中鋼筋桁架的五大作用：
根據(jù)國標(biāo)圖集《桁架鋼筋混凝土疊合板》15G366-1，疊合底板6cm、后澆層7cm時鋼筋桁架的高度僅有8cm，鋼筋桁架在頂板外露80mm+23mm（15mm保護(hù)層+8mm橫向鋼筋）-60mm=43mm。如此小的插筋桁架高度，對拱圈剛度貢獻(xiàn)更小，“增加剛度”的效果可以忽略。
不配鋼筋桁架，疊合面受剪計算大多可滿足規(guī)定。
由于鋼筋桁架外露很少，很多之后不方便吊裝，單獨(dú)設(shè)定吊鉤的狀況也太多（圖3）。
我國的屋架鋼筋預(yù)應(yīng)力疊合板多為整體式（拉開）接縫雙向板，采用如圖4的構(gòu)造方法（取自國家標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》送審稿），如圖2的作用也不存在。
綜上，鋼筋桁架起至的更主要作用是施工“馬鐙”，似乎代價有些高。
圖3 我國的典型桁架鋼筋預(yù)應(yīng)力疊合板
圖4 雙向疊合板整體式接縫構(gòu)造示意
除了鋼筋桁架設(shè)置有些“雞肋”，我國的鋼筋桁架板還存在制造精度較差的弊端。造成這個難題的主要因素是板側(cè)出筋、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度低及制造組織系統(tǒng)性差。采用圖4的構(gòu)造時，鋼筋桁架板普遍為4個側(cè)面出筋，造成邊摸程復(fù)雜，難以推動全自動化。我國至今還有如圖2的板側(cè)不出筋鋼筋桁架板應(yīng)用，但板端普遍出“胡子筋”，同樣影響制造精度。國家標(biāo)準(zhǔn)《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》送審稿提出了板端不出筋的間接搭接構(gòu)造方式（圖5），但要求后澆層混凝土硬度不大于10cm混凝土標(biāo)簽，而實(shí)際狀況是我國住宅應(yīng)用16cm樓板的可能性很小。板側(cè)主筋與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度低，直接導(dǎo)致了制造組織系統(tǒng)性差，圖6的模臺布置浪費(fèi)與人工混凝土砌筑都是這種狀況的真實(shí)表現(xiàn)。
圖5 鋼筋桁架板板端不出筋構(gòu)造事宜
圖6 鋼筋桁架板低效率生產(chǎn)實(shí)例
世界日本的PC技術(shù)各有不同，我國的混凝土構(gòu)件技術(shù)最接近于中國。而德國的樓板遠(yuǎn)厚于我們，很多疊合底板實(shí)際上只起模板作用，在后澆混凝土層頂部另配足夠的受力鋼筋。日本預(yù)制混凝土構(gòu)件企業(yè)基本沒有自動流水線，多采取固定臺模生產(chǎn)。我國至今是運(yùn)用了類似中國的科技路線并本地化，但使用的是歐洲似的自動流水線。
在德國，自動流水線同時制造桁架鋼筋預(yù)應(yīng)力疊合板和雙皮墻（double wall，我國叫做“疊合剪力墻”，如圖7），所有板類構(gòu)件均為不出筋或如圖1的彎折出筋方式，并借助信息化技術(shù)推動全自動高效生產(chǎn)；全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的全自動生產(chǎn)線，單條線年產(chǎn)桁架鋼筋板或雙皮墻（按單面計算）的面積能近100萬m2，而我國進(jìn)口的生產(chǎn)線目前還很難達(dá)到這個產(chǎn)能。
