装配式钢结构的“三板”问题如何解决?
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首先是PK预应力混凝土叠合板来解决上述的楼板问题。这项技术至今已有15年,里面有周绪红院士、吴方伯教授等技术带头人的心血。
我们现在最新的PKⅢ型板由C40、C50混凝土底板,1570级消除应力钢丝和钢管混凝土桁架组成,底板厚度35mm 40mm,标准宽度0.5m 1.0m 1.5m 2.1m,长度2.1~9.0m,与现浇层共同作用形成叠合板。
PKⅢ型板上面的桁架上玄杆采用钢管充填沙浆制成,形成以较大的受压区,我们的楼板虽然很薄却有着较强的刚度。目前我们最长做到了12米长,可有效减少次梁的应用,大幅提升施工效率。
PKⅢ型板用钢量省,采用1570级消除应力钢丝,抗拉强度为三级钢的4.2倍,比其它叠合板用钢量节省,抗裂性能好。相比现在一般常的混凝土桁架叠合板,仅留一端胡子筋,与端部梁不干涉,安装方便也非常方便。单块板面积最大可达20平方米,重量轻仅为1.7吨,单板面积大, 板薄自重轻,无补空板,支撑少,使得施工效率高。
同时PKⅢ型板长线台生产、板标准化成度高、制造效率非常高。从钢筋下料、混凝土布料、起板、转运、清扫都高效运转。生产效率比混凝土桁架叠合板高,设备的投资也比较低。
第二是内墙板。内墙板采用轻质内墙大板,解决墙板开裂问题。墙体和梁柱间预留合适的空隙,允许变形,空隙内柔性有防火隔音材料,外面是密封装饰条。梁柱变形时不会与墙体间产生挤压,这样内墙就不会开裂,墙反过来,也不会挤压梁柱。梁柱与墙作必要的拉结,既能变形,又不会脱开。
在墙体内有芯孔,可在墙内安装管线和管道。如果有较大吊挂承重要求,芯孔内可提前灌入混凝土。同时墙体表面光滑洁净,不用抹灰,方便室内装修,加快施工速度,减少施工占地,基本实现建筑墙体的工厂化生产。
第三是外墙板。外墙板采用外挂形式,不属于主体结构,但要做受力分析和设计。先说一下墙板和结构的关系。墙板与梁四点连接,下面两个支座承受重为,上面两个支座拉接。支座上设有机构,允许墙板平动或转动。墙板布置在梁柱外侧,形成外包墙形式。墙板可随结构一起变形,由于在外侧,不会挤压梁柱。依据变形量墙板之间预留有足够缝隙,变形时墙板之间不会互相挤压。地震时保护结构,也保护墙板。变形量考虑结构变形和温度形两者取大值。墙板与墙板接缝处构造防水、材料防水两种方式配合使用。
外墙板我们有两种,一种是 “三明治”外墙挂板,另一种是轻质外墙挂板。
第一种 “三明治”外墙挂板,也就是预制混凝土夹心保温外墙板。它有三层构造,两层混凝土夹一层保温,用保温连接件将这三层连起来,减少冷热桥,内层钢筋混凝土承重,外层钢筋混凝土是保温层的保护层,表面可以作装饰面,比如用胶模形成各种纹理或表面是彩色混凝土等。它是集承重、围护、保温、防水、防火等功能为一体的装配式预制构件。
预制混凝土夹心保温外墙板是预制构件中技术含量最高、工艺简化率最高的构件,与传统施工工艺相比,夹心保温外墙板具有明显的优势。不满意之处是对于我们钢结构来说就是自重大了一点。
另一种轻质外墙挂板,特点是金属骨架和保温芯材通过断桥构造与内外装饰板复合为一体。重量轻,容重800kg/立方,仅为预制混凝土夹心复合外墙板的1/3;厚度薄,200毫米厚,比传统墙体和预制混凝土夹心复合外墙板都薄。在满足抵抗风荷载的情况下,刚度和重量比预制混凝土夹心复合外墙板的小,有利于抗震。除了减轻墙体自重还减轻了整个建筑物的结构自重,从而低了造价。
该项技术2013年初开始陆续获得了多项国检专利。使用该墙板的万斯达济阳工厂办公楼,2012年建成,已使用6年,效果良好。
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