混凝土结构预制构件取代模板体系工艺方案的制作方法

一、
技术领域：
本工艺方案是针对建筑施工领域提出的。二、
背景技术：
：目前在科技大发展和国力显著增强的背景下，北京市政府提出了建筑结构走工厂化生产的发展方向，笔者也深感到建筑结构施工工艺方面目前还相对比较粗放，改进的潜力比较大。例如，民用建筑混凝土结构作为一种全社会应用最为广泛的结构型式，目前几乎全部采用现场支模板现浇的生产工艺，而且大多采用木模板，采用满堂红钢管脚手架支撑体系，这种施工方式比较费工费时，占用空间大，更主要的是要消耗大量木材，这点与国家的绿色发展战略是相悖的，因此，笔者经过思考，提出了本“混凝土结构预制构件取代模板体系工艺方案”，如能实现，对建筑结构工厂化生产、大量节约木材和提高施工效率等多方面均会产生较大影响。三、技术实现要素：本工艺方案分三个部分，包含两个相关方面的内容，说明如下。第一部：剪力墙结构预制墙板取代模板体系工艺方案剪力墙结构预制墙板取代模板体系工艺方案的基本思路是：保留一般位于剪力墙交叉节点和自由端的“暗柱”部分仍采用现浇方式施工，因该部分一般钢筋比较密集且构造复杂，不适合预制，更主要的是该部分为剪力墙结构的主要受力部位，若该部分完全现浇就能够保证结构的整体性要求；另外位于墙体下部楼板处的“钢筋锚固区”部分也采用现浇方式施工，只不过该部分在设计上需要采取特殊加强措施(加强措施具体见相应方案图)。上述之外剩余大部分剪力墙均可以采用本“预制构件取代模板工艺方案”施工。方案的具体构思是：将剪力墙设计成由两片预制墙板夹现浇混凝土芯体所组成，即将每道墙体沿厚度方向“切分”成三片，其中两片预制墙板位于墙体两侧，即构成墙体结构的组成部分，又充当中间现浇夹芯体的模板，整道墙体由三片墙叠合而成。考虑到切分后预制墙板较单薄，方案在预制墙板的背面增加了“钢背肋”，以保证运输、吊装和混凝土浇筑过程中预制墙板不受到破坏。方案要求在预制墙板的四周甩出锚固和连接钢筋头，最后将预制墙板在打现浇混凝土前“镶嵌”在现浇体的中部随现浇体浇筑形成一体即告完成。该部分的具体工艺设计详见说明书附图的“图1”和“图2”。方案存在叠合墙的预制构件与现浇混凝土芯体间的粘接力一般达不到整浇的效果这一问题，对此如何处理或理论分析后需不需要处理须作出回答，理论上讲，同种材料的同向弹性模量是一致的，在作用力方向一致的条件下应能协同工作，而剪力墙结构所承受的水平剪力在同一时间内方向总是保持一致的。关于粘接力问题本方案提出以下处理方案来保证叠合墙的整体性不弱于甚至强于整浇墙体。处理方案1：对于楼层数在12层及以下的小高层剪力墙建筑，其结构多为构造配置，有相当大的“保守系数”，其预制构件与现浇混凝土芯体的粘接的可靠性按以下方法处理：1、在预制构件运往现场前结合面的表面剔凿必须规范到位，即将表面浮浆彻底剔除干净，又不得扰动石子，此点工厂化后很容易做到。2、在浇筑夹芯混凝土前把握好时机，在预制构件的结合面涂刷一道界面剂，界面剂的性能应能保证结合强度达到整浇混凝土的内部水泥浆的粘接强度，同时尽可能做到经济节约。界面剂的选择可通过试验方法确定，比如做出同条件预制混凝土与现浇混凝土的结合试块，试压时如果破坏未发生在二者的接缝处，则证明界面剂的选择是可靠的。3、在夹芯体混凝土初凝前(尽可能早)把握好时机，通过适当二次拧紧加固预制构件的对拉螺栓，对预制与现浇混凝土接合面的水泥胶浆再施以压应力，使预制件与现浇部分的粘接效果更好。4、模板对拉螺栓留在混凝土内作为拉结筋(本方案对拉螺栓间距设计为600mm，由3节组成，废料很少，详见方案图)。处理方案2：模板对拉螺栓留在混凝土体内部分可以设计成螺栓型式，通过适当紧螺栓给予叠合墙以预应力，从而做到“强制”三片墙共同工作。方案3：对于高层、超高层剪力墙结构，为了保证叠合墙整体性的绝对可靠，至少可以在建筑物的下部若干层，对其夹芯体采用特种混凝土浇筑，如采用中国建筑研究院研制出的用于结构加固的粘接力远远大于原有混凝土内部粘接力的所谓“混凝土灌浆料”等，从发展的角度看，倡导使用先进材料对整个国家经济转型也是有利的。关于叠合墙三片厚度的“切分”，本方案做如下考虑(单位：mm)：设计墙厚180以下180-300300——400400以上预制墙板厚度整体预制6080100夹芯体厚度060——180140——240200以上上述墙体厚度切分考虑因素之一是尽量减轻预制墙板的重量，以方便工地吊装，二是考虑到较厚的墙体一般配筋相应较粗，预制墙板需相应加厚。第二部分：楼板结构预制板取代模板体系工艺方案一楼板结构的预制板取代模板体系工艺方案一的基本构思是将楼板切分成由上下两片叠合而成，位于 下部的一片设计成预制板并取代通常采用的现浇板木模板，其上进行上片现浇板施工。预制板厚度取为60mm，其底部设钢背肋，钢背肋的作用即保证预制板运输、安装及浇筑现浇混凝土过程中不受到破坏，又可完全取代全现浇板的水平龙骨体系，而预制板及其钢背肋的支撑则借助于在楼板下部已施工完毕的剪力墙上设置钢牛腿来实现(通过计算，该种处理对已完工剪力墙造成的压力很小，完全可以忽略)。考虑到起拱的要求，方案在钢背肋的下玄加设了施加预拉力的螺丝杆。关于楼板采用“叠合板”结构的可靠性，早已有成熟的结构计算理论和施工实践，没有任何疑问，此不再赘述。楼板结构预制板取代模板体系工艺方案一详见说明书附图的“图3”和“图4”。第三部分：楼板结构预制板取代模板体系工艺方案二第三部分实际上是对第二部分的补充，区别是二者使用的楼板跨度不同，详见后文叙述。楼板结构预制板取代模板体系工艺方案二详见说明书附图的“图5”和“图6”。四、
发明内容的必要技术说明1、关于楼板预制板取代模板体系方案，考虑到预制板钢背肋的工具化，其中间设计成可调节长度的活动节，方案图纸中标注尺寸代号为“kt”，出于该活节刚度不能过小的考虑，kt尺寸的最大值不应超过2m，如希望大调，则应对整个钢背肋体系进行设计调整。关于钢背肋中间活动节的设计处理，方案一和方案二有所不同，方案一处理比较简洁，但随楼板跨度变化活动节焊接角钢需重新制作，而方案二无需重新制作，只需串螺栓孔位即可，用户可按自己的考虑去选择采用。本方案要求活动节的固定螺栓每端至少使用两个。本方案将活动节的固定螺栓设计成单排是考虑有意让活动节微微保留一点转动间隙，以适应下条的要求。2、关于预制板钢背肋中间活动节的下部设计成螺丝杆，是为了通过拧紧螺丝杆给整个钢背肋施加起拱的预拉力，施加预拉力的大小实际操作至钢背肋达到起拱要求高度即可，起拱要求高度应按规范规定执行。3、关于楼板预制板和墙板预制板预埋φ48带丝扣套管，其预埋位置应当精准(当然也不必达到机械加工所要求的精度)，同时，钢背肋上的打孔也应当精准，否则预制构件与钢背肋的螺栓联结将发生困难。4、预制楼板钢背肋的φ60直螺纹套筒、预制板(包括预制墙板)预埋φ48套管和各种规格螺栓，平时必须涂机油或采取其它方式防止锈蚀，否则易出安全问题。为达到长期周转使用的目的，整个钢背肋应每隔一定期限涂刷防锈漆。5、通过计算，本方案有相当大的安全系数，出于感觉上的考虑并未将钢背肋设计得过于单薄，但关于楼板结构预制板钢背肋，方案一的最大净跨度建议不超过4.5m(对于一般的民用建筑，此尺寸 已足够用了)，超过4.5m净跨度建议采用方案二。6、本设计钢背肋材料选用：型钢、钢管及钢板：采用普通碳素钢a3。螺栓：采用ii级钢筋(hrb335)，或强度高于ii级钢筋的钢材。直螺纹套筒材料：须采用符合直螺纹套筒有关技术规范要求的特种钢材。7、钢背肋的构件连接除注明螺栓连接外，均采用焊接法(图中除预制板、洞口外，其余涂深色的线条及小三角代表焊缝)，但应保证结构的外表面平整以便于堆放，因此应普遍采用坡口焊方式，当然，能够采用贴角焊的非主要受力焊缝也可以采用贴角焊，所有焊缝高度均不应小于5mm.。剪力墙预制墙板钢背肋的构件连接可采用断续焊缝，但楼板预制构件钢背肋焊缝延长度方向必须满焊，且保证高质量。8、支承预制楼板钢背肋的设于剪力墙上的钢牛腿，其大螺栓穿墙孔可以利用预制墙板的48钢套管。9、本方案预制墙板上的φ48钢套管设置较多是考虑到结构拉结的需要，实际应用中不必全部同预制墙板连结，但实际连结数量必须能够保证构件运输及吊装过程中的绝对安全。五、关于说明书附图本工艺方案说明书共附图幅为a4的设计图纸6张，其中：图1、图2为“剪力墙结构预制墙板取代模板体系工艺方案”设计图纸。图3、图4为“楼板结构预制板取代模板体系工艺方案一”设计图纸。图5、图6为“楼板结构预制板取代模板体系工艺方案二”设计图纸。图6内容还包括有楼板结构预制板取代模板体系工艺方案安全计算书。六、具体实施方式本方案如能得到认可，可由政府相关部门(或个人)指导具体建筑设计单位、建筑施工企业和预制构件厂联合进行尝试，至少楼板结构预制板取代模板体系工艺方案是完全可以立即应用于实际的。当前第1页12