疊合底板施工圖設(shè)計(jì)若干問題討論

陳德銀， 何小銀

(四川省建筑設(shè)計(jì)研究院，四川成都 610000)

[定稿日期]2017-09-15

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，近些年每年竣工的建筑面積高達(dá)約20×108m2[1]，其中混凝土建筑主要采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑的傳統(tǒng)方式，從而帶來建筑垃圾和揚(yáng)塵污染、建筑工業(yè)化程度低、建造工期長(zhǎng)等問題日漸突出。因此，發(fā)展新型的建造方式是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需求，而裝配式建筑是實(shí)現(xiàn)新型建造方式重要途徑，是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要性措施[2]。

同時(shí)從中央、國(guó)務(wù)院到各省市陸續(xù)出臺(tái)了裝配式建筑相關(guān)方面的政策要求。例如：2016年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布了“關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見”的文件。成都市在2016年5月發(fā)布了“關(guān)于加快推進(jìn)裝配式建設(shè)工程發(fā)展的意見”。

裝配式建筑結(jié)構(gòu)最常用的樓板形式是桁架鋼筋混凝土疊合板(圖1)。疊合板是將預(yù)制與現(xiàn)澆工藝相結(jié)合[3]，先對(duì)樓板的底層預(yù)制形成疊合底板，在疊合底板上預(yù)留鋼筋，現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土疊合層形成整體樓板[4]。本文通過對(duì)比相關(guān)圖集要求，對(duì)疊合底板拆分設(shè)計(jì)和圖紙表達(dá)進(jìn)行探討，并給出相關(guān)的工程實(shí)例。

圖1 桁架鋼筋混凝土疊合板

1 疊合底板圖集

在疊合底板設(shè)計(jì)中常采用相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)圖集，標(biāo)準(zhǔn)圖集一方面供設(shè)計(jì)人員按照“選用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件”的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，另一方面供構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)和加工[5]。近些年，從國(guó)家到各地，該類標(biāo)準(zhǔn)圖集陸續(xù)發(fā)布，各有其特點(diǎn)，在此僅對(duì)15G366-1《桁架鋼筋混凝土疊合板(60 mm厚底板)》(以下簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)圖集)和川16G118-TY《桁架鋼筋混凝土疊合板》(以下簡(jiǎn)稱川標(biāo)圖集)進(jìn)行說明。

國(guó)標(biāo)圖集和川標(biāo)圖集編制了一系列厚度不小于60 mm的桁架鋼筋混凝土疊合底板，給出了相應(yīng)的配套節(jié)點(diǎn)及選用示例，提出了脫模、吊裝、堆放、施工臨時(shí)支撐的各個(gè)環(huán)節(jié)的具體要求。兩本圖集在疊合底板選用方法上大體相同，即對(duì)疊合板進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，得到板厚和配筋，根據(jù)圖集中板型寬度或樓板平面尺寸和構(gòu)件制作、運(yùn)輸、安裝條件對(duì)疊合底板進(jìn)行拆分和選用[5-6]。

雖然兩本圖集在編制和選用思路上基本相同，但在具體內(nèi)容上有所不同。國(guó)標(biāo)圖集中疊合底板有雙向板和單向板兩種，樣板的標(biāo)志寬度有1 200 mm、1 500 mm、1 800 mm、2 000 mm、2 400 mm 五種。雙向受力情況下，樣板的標(biāo)志跨度3～6 m；單向受力情況下，樣板的標(biāo)志跨度2.7～4.2 m[5]。而川標(biāo)圖集中疊合底板有雙(單)向整板、Ⅰ類雙向邊(中)板、Ⅱ類雙向邊板、Ⅰ(Ⅱ)類單向拼板七種板型，樣板標(biāo)志寬度區(qū)段下限為1 200 mm，上限為3 600 mm，有八種樣板，樣板長(zhǎng)度不大于6 600 mm[6]。相比較而言，國(guó)標(biāo)圖集板型簡(jiǎn)單，樣板標(biāo)志寬度標(biāo)識(shí)容易，但板型偏??；川標(biāo)圖集板型較多，樣板標(biāo)志寬度受板型影響，有整板寬度B、拼接板拆分邊長(zhǎng)La、邊板拆分邊長(zhǎng)Lb、中板拆分邊長(zhǎng)Lz四種情況，因此其標(biāo)識(shí)稍顯復(fù)雜，但川標(biāo)圖集板型適用較廣。限于篇幅，兩本圖集其余特點(diǎn)不再贅述，同時(shí)為便于進(jìn)一步的探討，后續(xù)部分主要針對(duì)的是川標(biāo)圖集。

2 疊合底板拆分

拆分是疊合底板設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)。川標(biāo)圖集中的拆分則是根據(jù)圖集的要求，對(duì)疊合底板采用整板或分為若干符合圖集標(biāo)準(zhǔn)板型要求的拼接板。

川標(biāo)圖集的拆分方式包括雙(單)向整板、Ⅰ(Ⅱ)類雙向拼接板、Ⅰ(Ⅱ)類單向拼接板六種方式[6]，具體詳見圖2所示。通過拆分方式可看出，疊合底板中沿鋼筋桁架方向板尺寸大于桁架寬度方向板尺寸。鋼筋桁架方向與Ⅰ類和Ⅱ類板相關(guān)，當(dāng)鋼筋桁架方向與預(yù)制整板寬度B平行時(shí)，為Ⅰ類板；鋼筋桁架方向與預(yù)制整板長(zhǎng)度L平行時(shí)，為Ⅱ類板。單雙向整板中的鋼筋桁架方向均與預(yù)制整板長(zhǎng)度L平行。拼接板間設(shè)置接縫，單向板采用分離式接縫，雙向板采用整體式接縫，接縫沿預(yù)制整板寬度B設(shè)置。

圖2 疊合底板拆分方式

結(jié)合川標(biāo)圖集拆分方式特點(diǎn)，疊合底板拆分步驟如下：根據(jù)樓板平面尺寸和支座條件，確定樓板采用單向板還是雙向板設(shè)計(jì)。通常情況，四邊支承下，長(zhǎng)短邊比不小于3，樓板按單向板設(shè)計(jì)，長(zhǎng)短邊比小于3，則按雙向板設(shè)計(jì)。以川標(biāo)圖集拆分后的單個(gè)構(gòu)件最大尺度要求，確定采用整板或拼接板方式。為盡量減少拆分，可選用整板方式，當(dāng)采用拼接板方式時(shí)，依據(jù)川標(biāo)圖集要求，沿預(yù)制整板寬度方向設(shè)置拼接縫，同時(shí)考慮到減少拼接板數(shù)量，可設(shè)置盡量少的拼接縫，具體如圖3所示。在確定拼接縫方向和數(shù)量的基礎(chǔ)上，要求桁架鋼筋長(zhǎng)度方向沿拼接板長(zhǎng)度方向，即可得到鋼筋桁架長(zhǎng)度的布設(shè)方向，進(jìn)而可確定拆分后拼接板的類別(Ⅰ類或Ⅱ類)。綜合各步驟結(jié)果，可完成疊合底板的拆分設(shè)計(jì)。

圖3 拼接縫方向和數(shù)量

3 疊合底板施工圖紙表達(dá)

根據(jù)《建筑工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定(2016版)》，裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為施工圖設(shè)計(jì)和預(yù)制混凝土構(gòu)件加工圖設(shè)計(jì)。不論是國(guó)標(biāo)還是川標(biāo)圖集，均針對(duì)的是構(gòu)件的加工圖，圖紙表達(dá)較為繁瑣。為便于實(shí)際操作，按施工圖和加工圖要求，采用分階段表達(dá)圖紙深度。

在疊合底板施工圖階段，采用平面表示方式表達(dá)主要部分，圖集表達(dá)樣板構(gòu)造和大樣做法。疊合底板平面表示方式具體如圖4所示。在拆分的疊合底板上進(jìn)行集中標(biāo)注，內(nèi)容有疊合底板編號(hào)(YBX-XX)、桁架鋼筋方向(下劃線方向代表)、整板板寬(B=XX)、整板板長(zhǎng)或拆分邊長(zhǎng)、邊板邊長(zhǎng)、中板邊長(zhǎng)(L(La、Lb、Lz)=XX)、兩個(gè)方向板鋼筋(①xx，②xx)。樣板構(gòu)造的表達(dá)，選用川標(biāo)圖集的疊合底板模板及配筋圖庫(kù)(圖5)。而在加工圖階段，進(jìn)而確定選用的疊合底板其他方面參數(shù)，完成構(gòu)件加工圖。這種表達(dá)方式，可在施工圖設(shè)計(jì)中集中表達(dá)疊合底板的主要參數(shù)，表示簡(jiǎn)單直接。而利用川標(biāo)圖集的模板和配筋圖庫(kù)，又可大幅減少對(duì)每個(gè)拆分疊合底板大樣的繪制工作量，同時(shí)分階段確定參數(shù)，便利后續(xù)構(gòu)件加工圖的設(shè)計(jì)。

圖4 疊合底板集中標(biāo)注

YBS-XX雙向板疊合板底板編號(hào)模板及配筋圖樣板編號(hào)圖集頁(yè)碼YBS-015YBS1(1)-3033-67-XX32YBS-016YBS1(1)-2730-67-XX31YBS-021YBS1(1)-2427-67-XX30YBS-022YBS1(1)-2427-67-XX38YBS-033YBS1(1)-2427-66-XX30YBS-037YBS1(1)-2430-66-XX31

圖5 與川標(biāo)對(duì)應(yīng)表格

4 施工圖設(shè)計(jì)實(shí)例

雙鳳二路小學(xué)工程位于四川省成都市武侯區(qū)，主體建筑為一幢教學(xué)樓，主要使用功能為小學(xué)教室和教學(xué)配套用房(圖6)。教學(xué)樓地上5層，地下2層，房屋高度為20.50 m，結(jié)構(gòu)型式為框架結(jié)構(gòu)，采用部分預(yù)制構(gòu)件，墻體采用預(yù)制外掛墻板和條板內(nèi)隔墻，樓板采用桁架鋼筋混凝土疊合板。

圖6 雙鳳二路小學(xué)教學(xué)樓

根據(jù)疊合底板拆分要求和疊合底板施工圖紙表達(dá)特點(diǎn)，教學(xué)樓疊合底板布置如圖7所示，圖紙較大，截取局部平面布置。疊合底板板厚為60 mm，主要布置于教室、內(nèi)走道等矩形規(guī)則樓板處。

圖7 教學(xué)樓疊合底板局部布置

按照成都市對(duì)裝配預(yù)制建筑的要求，教學(xué)樓單體建筑預(yù)制裝配率要求不低于30 %[7]。通過成都市關(guān)于裝配式建筑單體預(yù)制率計(jì)算的文件可知，單體預(yù)制裝配率=預(yù)制構(gòu)件體積/全部構(gòu)件體積[8]。本工程教學(xué)樓±0.000以上各部分構(gòu)件體積和單體預(yù)制率的統(tǒng)計(jì)如表1、表2所示。因樓梯體積較小，表中不單列，計(jì)入樓板體積內(nèi)。

表1 各部分構(gòu)件體積率

表2 預(yù)制裝配率 %

從表2可得，不同預(yù)制構(gòu)件所占裝配率是不同的，墻體占比最大。受建筑功能影響，內(nèi)墻體主要用于教室分隔，數(shù)量相對(duì)較少，因此外墻對(duì)裝配率貢獻(xiàn)更大。而疊合底板在異形樓板、衛(wèi)生間樓板和屋面板范圍未采用，其適用平面范圍約為50 %。同時(shí)，考慮到對(duì)疊合底板上后澆混凝土疊合層的折減，這樣疊合底板占比較低，僅為4.9 %，因此，樓板采用鋼筋桁架疊合板在預(yù)制裝配率上的貢獻(xiàn)不大。

5 結(jié)論

本文給出了疊合底板設(shè)計(jì)的拆分要求和施工圖紙表達(dá)的方法，并在具體工程項(xiàng)目上進(jìn)行了實(shí)踐，其結(jié)果可為類似工程設(shè)計(jì)提供參考。

選用川標(biāo)圖集進(jìn)行疊合底板拆分設(shè)計(jì)時(shí)，確定樓板屬于雙向板或單向板，選擇整板或拼接板方式。當(dāng)采用拼接板方式時(shí)，設(shè)置拼接縫，得到鋼筋桁架布置，確定拆分后拼接板的類別，最后完成樓板的拆分設(shè)計(jì)。

對(duì)于疊合底板的施工圖表達(dá)則是在施工圖階段以設(shè)計(jì)人員熟悉的方式突出表達(dá)了疊合底板的主要參數(shù)，將疊合底板中涉及到加工方面的細(xì)節(jié)的參數(shù)交由川標(biāo)圖集處理，方法簡(jiǎn)單，易于使用。

通過雙鳳二路小學(xué)工程實(shí)踐，依據(jù)成都市政府裝配預(yù)制率算法，樓板和墻體采用預(yù)制構(gòu)件，預(yù)制率可達(dá)到目前政府文件的要求，但鋼筋桁架疊合底板的貢獻(xiàn)不大。

[1] 黃小坤，田春雨.預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)研究[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2010(9)： 28-32.

[2] 國(guó)務(wù)院辦公廳文件.關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見[Z].2016-9-27.

[3] 劉軼.自承式鋼筋桁架混凝土疊合板性能研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2006.

[4] 汪磊.鋼筋混凝土疊合板的受力性能[D].合肥：安微建筑大學(xué)，2013.

[5] 15G366-1 桁架鋼筋混凝土疊合板(60mm厚底板)[S].

[6] 川16G118-TY 桁架鋼筋混凝土疊合板[S].

[7] 成都市人民政府文件.關(guān)于加快推進(jìn)裝配式建設(shè)工程發(fā)展的意見[Z].2016-05-25.

[8] 成都市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)文件.成都市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)關(guān)于進(jìn)一步明確我市裝配式混凝土結(jié)構(gòu)單體預(yù)制裝配率計(jì)算方法的通知[Z].2016-03-23.