装配式建筑结构楼盖深化图设计流程解析

发表时间:2019/11/29   来源:《城镇建设》2019年2卷16期   作者:余金富1 徐传学2
[导读] 从装配式建筑楼盖设计流程上进行介绍如何设计预制楼盖深化图并附带设计步骤,并对其步骤过程中的注意点进行了详细的解析。
        摘要:从装配式建筑楼盖设计流程上进行介绍如何设计预制楼盖深化图并附带设计步骤,并对其步骤过程中的注意点进行了详细的解析。在提高深化图制图效率上提出意见,最后对设计流程进行了简单的总结归纳。
        关键词:装配式 楼盖设计 深化图
        引言:二十一世纪国家为了推进绿色建筑的进程,解决传统粗放型建筑耗费资源多,且又能有效控制施工污染。在此背景环境下,装配式建筑应运而生。2017年1月10日中国住建部发布了《装配式混凝土建筑技术标准》[1],为今后的装配式设计提供了更为可靠的设计依据及标准。其中预制楼盖的深化图设计对于装配式建筑来说是最为基本的单元拆分对象,故对楼盖深化图设计流程的探讨分析十分有必要。
        下文主要以装配式楼盖深化图设计为主要阐述对象,对其进行步骤分解并提出注意要点。具体装配式楼盖深化图设计流程分以下几个步骤:
        (一)、应先熟知结构楼盖叠合板的拆分原则及其基本构造要求:
        1、结构转换层和作为上部结构嵌固部位的楼层宜采用现浇楼盖;
        2、屋面层和平面受力复杂的楼盖宜采用现浇楼盖,当采用叠合楼盖时,楼板的后浇混凝土叠合层厚度不应小于100mm,且后浇层内应采用双向通长配筋,钢筋直径不小于8mm,间距不大于200mm。
        3、考虑楼层内管线布置,叠合板厚度不小于130mm(一般为叠合层60mm+现浇层不小于70mm)。
        (二)、对原有结构板施工图进行统筹分类再单元拆分,绘制出结构预制构件平面布置图并计算其体积预制率。
        结构拆分布置图包括以下内容:图纸名称及说明、拆分后的预制叠合板在平面的内的尺寸标注、装配方向及名称编号[4](DBSX-XX-XXXX-XX为双向板编号、DBDX-XX-XXXX-XX为单向板编号。若不参图集配筋也可以自行按规律对其编号命名)、预制底板示意图和预制底板拆分表(内容详见图1)。楼盖预制率计算按各地当地规范为准。如浙江省的参照《工业化建筑评价导则》[2]计算公式如下:K预=(V预+0.5V叠合板)/VZ总。

                                          
        拆分注意要点:
        1、预制构件的形状、尺寸、重量等应满足制作、运输、安装各环节的要求。(预制板宽不宜大于3米,拼缝位置宜避开叠合板受力较大部位,单块叠合板重量不超过5吨。)
        2、预制构件的配筋设计应便于工厂化生产和现场连接。配筋计算上当预制板间按分离式接缝,按单向板设计; 长宽比不大于3的四边支承叠合板,当预制板采用整体式接缝或不接缝时,按双向板设计。 
        3、双向叠合板板侧的整体式接缝宜设置在叠合板的次要受力方向且宜避开最大弯矩截面。接缝可采用后浇带形式并应符合相关设计规范。
        4、拆分过程中对构件的类型进行具体的统筹归并,减少构件拆分种类,尽量“多组合,少规格”提高模板的重复利用率,降低造价成本。
        5、拆分过程中应将水、电、暖各专业的预埋件表达在拆分图内并标注定位,涉及预埋盒的叠合板应单独归类。
        (三)、依据结构楼板拆分图中的叠合板规格尺寸进行叠合板深化详图的设计。
        叠合板详图设计过程中涉及以下内容:叠合板模板图含横纵两个方向剖面图(1-1、2-2)、叠合板配筋图及三个参数(1、构件编号、混凝土体积、重量、混凝土强度、所在楼层、每层数量、总数。2、预埋件一览表:编号、功能、图例、数量、单个金属设计荷载、安全系数、备注。3、钢筋明细表:编号、数量、规格、钢筋加工尺寸、备注。)
        
                      
        叠合板深化详图设计过程中需注意以下几点:
1、预制板构件详图尺寸必须与拆分图中的尺寸一致,叠合板的配筋大小及间距应与结构施工图中板配筋一致,包括在拆分模板图中所表示的水、电、暖的预埋件的大小及位置。
2、钢筋桁架布置间距范围400~600mm,与板边距范围110~300mm,规格有A80 ~A170和B80 ~B170,A和B规格的区别主要为上弦钢筋直径不同,A为直径8的钢筋,B为直径10的钢筋。钢筋桁架的高度选择根据板厚H-50,如150的板厚钢筋钢筋桁架选取规则若长度<3.5取A10,若长度≥3.5则取B10。?
3、吊钩平面位置布置:常规估算吊环个数及位置可按如下简便方法,当预制叠合板长边B<3.5m时,可选用4吊点吊钩,总重量<1t时可选用10的吊钩,总重量在1~1.8t范围时可选用12的吊钩。吊钩距离板边缘的距离可为0.207B且≤740mm;当预制叠合板长边B∈[3.5~5.1m)时且总重量不大于5t时,可选用6吊点吊钩,总重量<1t时可选用10的吊钩,总重量在1~3.9t范围时可选用12的吊钩。吊钩距离板边缘的距离可为0.145B≤740mm;
吊钩[3]计算时注意以下三点:
1、吊钩应采用HPB300级钢筋制作,严禁使用冷加工钢筋。
2、在构件自重标准值作用下,每个吊钩按2个截面计算的吊钩应力应不大于65N/mm2(构件自重的动力系数已经考虑在内)。
3、每个预制叠合板上设有4个吊钩时,设计时应取3个吊钩进行计算。

                       
4、预制叠合板上洞口设置,圆洞边缘距离板边缘不小于30mm。
根据预制生产厂家提供的规则:100mm的套管预留220x220mm方洞,125mm的套管预留260x260mm方洞,150mm的套管预留280x280mm方洞。
5、在预制叠合板配筋图中除按板配筋图的钢筋大小及间距要求外,若两块相邻叠合板是通过后浇带进行设缝对接的,应考虑相邻板端伸出钢筋的避让,避让规则一般错开不小2 d(d为钢筋直径),图中边缘的钢筋间距在施工图配筋间距范围内可根据需相应调整。
6、在预制叠合板模板图中还应注明该板的装配方向及正反面标识,若有电线盒、预埋套管、倒缺角等也应在模板图中相应准确的标识大小及定位标注。
        由于上述均为徒手绘图过程,制图耗时会较多。因此作者也在预制叠合板制图效率上进行了一些探索,现将方法进行如下介绍:
        1、拆分图过程中必须先建立有统筹分类的概念,尽量减少叠合板的规格尺寸。
        2、可借助软件如PKPM-BIM软件按平面拆分模板图对其楼板进行单元划分(划分原则:所划分的板大小必须与拆分模板一致),命令操作如下:构件拆分→拆分修改→设计参数→装配单元参数修改→单构件详图设计自动生成单张详图,最后在此深化图上根据自身习惯进行相应图纸编辑。虽然开始对建模准确性要求较高,但为后续绘制预制构件深化图能大大提高效率。
        3、对尺寸相近的叠合板进行复制做简单修改成图,改变参数即可成图。
        综上所述,装配式楼盖深化图设计基本流程简单归纳为:1)确定拆分板区域。2)按原结构施工图布置楼盖拆分图并计算预制率。3)依据拆分图进行楼盖深化图设计。最后希望本文能对新入门做预制叠合板的结构设计人员提供技术帮助,让其快速掌握预制楼盖设计内容、流程及过程中的注意要点,同时也给同行人员提供借鉴参考作用。

参考文献:
【1】《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 51231-2016
【2】《工业化建筑评价导则》浙江省住房和城乡建设厅2016年1月发布
【3】《混凝土结构构造手册》(第四版)中国有色工程有限公司主编 中国建筑工业出版社
【4】《桁架钢筋混凝土叠合板图集》(15G3661-1)
作者简介
余金富(1985-),籍贯浙江遂昌,男,工程师,主要从事建筑结构工作
徐传学(1990-),籍贯安徽太和,男,助理工程师,主要从事建筑结构工作
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