應(yīng)用于裝配式鋼筋混凝土變電站的密肋夾芯樓蓋設(shè)計

李思思

【摘 要】近年，各城市住建局均逐步發(fā)布了有關(guān)裝配式建筑項目的專項規(guī)劃，為響應(yīng)國家及電網(wǎng)公司的要求，裝配式變電站建設(shè)模式在全國迅速發(fā)展，正以不可阻擋的趨勢取代傳統(tǒng)建設(shè)模式，成為變電站建設(shè)的主流模式。本文結(jié)合已建成的工程，針對可適用于裝配式鋼筋混凝土變電站的密肋梁夾芯樓蓋進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】裝配整體式鋼筋混凝土變電站;密肋梁夾芯樓蓋

中圖分類號： TU398.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）21-0027-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.012

1 工程概況

110kVxx變電站位于深圳市龍崗區(qū)坪地街道高橋地區(qū)，[1-2]站內(nèi)主要布置一棟配電裝置樓，地上三層，地下一層，主變設(shè)于首層，建筑高度19.80m。配電裝置樓采用安全等級為二級的裝配整體式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，1.50m層及以下的梁板柱為現(xiàn)澆，其余1.50m以上梁、板、內(nèi)墻、外墻采用預(yù)制構(gòu)件裝配成整體的結(jié)構(gòu)。

[3]對于1.5m層以上構(gòu)件，柱為整體預(yù)制，梁端與柱連接節(jié)點(diǎn)為現(xiàn)澆;梁采用預(yù)制疊合梁設(shè)計，樓板采用密肋夾芯樓板，外墻采用預(yù)制外墻板，內(nèi)隔墻采用ALC蒸壓加氣混凝土輕質(zhì)隔墻板，樓梯板為整體預(yù)制構(gòu)件。

[4]本工程采用PKPM-satwe4.0結(jié)構(gòu)計算軟件進(jìn)行整體模型計算。GIS室、蓄電池室等設(shè)備間及跨度較大的屋面樓蓋厚度采用280mm。計算時考慮該配電樓為裝配式體系，對構(gòu)件內(nèi)力考慮1.1放大系數(shù)。

由于篇幅所限，本文主要討論適用于裝配式鋼筋混凝土變電站的樓蓋形式。

2 常用的裝配式鋼筋混凝土變電站樓蓋類型

樓蓋體系是裝配式建筑的主要組成部分，其合理選型對整個建筑的工程造價和施工效率都具有重大影響。裝配整體式樓蓋結(jié)構(gòu)采用“濕連接”為主要連接方式，具有較好的整體性和抗震性，本文主要討論裝配整體式樓蓋。

已有較為成熟裝配整體式樓蓋體系有常規(guī)的鋼筋桁架混凝土底模疊合板，以及本文討論的新型的裝配整體式雙向密肋夾芯樓蓋。

2.1 鋼筋桁架混凝土底模疊合板

[5]鋼筋桁架混凝土底模疊合板為利用鋼筋混凝土樓板的上層、下層縱向與連續(xù)彎折的腹筋組成的鋼筋桁架結(jié)合筋，結(jié)合預(yù)制層混凝土，組成一個在施工階段不需要模板的能承受施工荷載的結(jié)構(gòu)體系。組合板分為工廠預(yù)制和現(xiàn)場澆筑兩部分，鋼筋桁架在工廠通過專業(yè)全自動焊接成型，澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度后將其運(yùn)到現(xiàn)場進(jìn)行安裝就位，再在預(yù)制構(gòu)件上澆筑疊合部分，當(dāng)疊合部分凝結(jié)完成達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度后與預(yù)制構(gòu)件將形成一個整體，共同承受外荷載作用。

鋼筋桁架混凝土底模組合板的預(yù)制底板在工廠進(jìn)行機(jī)械化流水作業(yè)，減少了施工現(xiàn)場的鋼筋綁扎，預(yù)制底板在施工階段可以作為操作平臺并具有充當(dāng)疊合層澆筑時底模的作用，減少了施工現(xiàn)場部分繁瑣的模板工程。

2.2 裝配整體式密肋夾芯樓蓋

[5-6]裝配整體式雙向密肋夾芯樓蓋是在上述疊合梁的基礎(chǔ)上，增加夾層輕質(zhì)填充物的一種新型疊合板形式。樓蓋由預(yù)制混凝土底板、現(xiàn)澆混凝土密肋梁、輕質(zhì)填充物及現(xiàn)澆混凝土面層組成。工廠預(yù)制70厚混凝土底板則作為施工期整體模板，聚苯板填充物在施工過程中起著密肋梁側(cè)模的作用，通過60厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土面板實現(xiàn)構(gòu)件“濕連接”及板面荷載傳遞，最后形成整體疊合樓板共同受力。

裝配整體式雙向密肋夾芯樓蓋的施工方法如下：工廠按圖紙鋪設(shè)混凝土模板→工廠內(nèi)進(jìn)行密肋梁定位放線→工廠內(nèi)綁扎密肋梁鋼筋籠→工廠內(nèi)對70厚混凝土底板進(jìn)行澆筑→預(yù)制構(gòu)件及夾層聚苯板填充物運(yùn)往現(xiàn)場→建筑現(xiàn)場拼裝聚苯板作為密肋梁側(cè)?！贾妙A(yù)埋管線及開洞→澆筑密肋梁及60厚樓板面層→混凝土養(yǎng)護(hù)→形成新型裝配整體式雙向密肋梁夾芯樓蓋。具體做法如圖3所示。

結(jié)合變電站建筑跨度大，設(shè)備荷載重的特點(diǎn)，本工程樓板采用密肋夾芯樓蓋。

3 密肋夾芯樓蓋受力分析

對于密肋夾芯疊合樓蓋現(xiàn)澆面板受力及配筋設(shè)計可按常規(guī)現(xiàn)澆板進(jìn)行設(shè)計;

樓蓋內(nèi)設(shè)的聚苯板僅作為密肋梁及現(xiàn)澆面板支模使用，不考慮受力作用。

[6]密肋夾芯疊合樓蓋疊合板的平面內(nèi)抗剪、抗拉和抗彎設(shè)計理念來源于空心樓蓋體系。對密肋梁受力情況進(jìn)行分析，樓樓構(gòu)件開裂之前，剪力幾乎全部由混凝土來承擔(dān)，密肋梁縱筋和箍筋的應(yīng)力很低。當(dāng)斜裂縫開始出現(xiàn)時，混凝土逐步退出工作，開裂處各箍筋開始發(fā)揮作用，鋼筋的應(yīng)變開始相繼增大，出現(xiàn)了應(yīng)力重分布現(xiàn)象。隨著裂縫的開展，混凝土完全退出工作，箍筋鋼筋開始成為剪力的主要承擔(dān)者，箍筋應(yīng)變發(fā)生突變，隨后箍筋應(yīng)變開始穩(wěn)定增長。

當(dāng)試件達(dá)到極限承載力時，縱向受拉鋼筋都達(dá)到了屈服應(yīng)變，構(gòu)件變形表現(xiàn)出了一定的延性，表明試件的破壞屬于彎剪破壞。

預(yù)制底板上的混凝土應(yīng)變圖形顯示，遠(yuǎn)離密肋梁的方向應(yīng)變逐漸減小而后大致趨于平緩，說明預(yù)制底板在靠近密肋梁的范圍內(nèi)能更多地參與密肋梁的受力，在遠(yuǎn)離密肋梁的范圍其參與工作能力有所減弱，出現(xiàn)剪力滯后現(xiàn)象。

4 密肋夾芯樓蓋與傳統(tǒng)裝配式樓蓋相較優(yōu)勢

（1）密肋夾芯樓蓋內(nèi)設(shè)聚苯板填充物，因此，樓蓋的保溫、隔熱性能比預(yù)制實心疊合樓蓋好，作為南方炎熱地區(qū)屋面板使用時，對布置與屋面下方設(shè)備空間非常有利。

（2）密肋夾芯樓蓋通過中間設(shè)輕質(zhì)材料的方式，增大構(gòu)件計算高度，使材料充分發(fā)揮它的結(jié)構(gòu)功能，受力性能更合理。同時輕質(zhì)填充物使得樓蓋自重更輕，更適合應(yīng)用于大跨度工業(yè)廠房。

（3）密肋夾芯樓蓋由于樓板內(nèi)有輕質(zhì)聚苯板填充物，節(jié)省混凝土用量，從而使樓蓋自重相應(yīng)減輕，承擔(dān)其荷載的鋼筋也減少10%左右，豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件（墻、柱）材料也可減少8%左右，經(jīng)濟(jì)性良好，符合裝配式建筑低碳、低消耗的產(chǎn)業(yè)理念。由于混凝土預(yù)制構(gòu)件自重減輕，也方便預(yù)制件現(xiàn)場吊裝。

（4）針對變電站電氣設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的震動問題，除密肋梁樓蓋本身具有的減震能力外，疊合板內(nèi)填塞聚苯板材料有隔音和減震作用，可提高樓板的隔音和減震的能力，有效地減小樓板的震動

5 結(jié)論

裝配整體式密肋夾芯樓蓋是一種工廠預(yù)制底模、夾芯聚苯板與現(xiàn)澆面板、密肋梁相結(jié)合的新型夾芯樓蓋體系，預(yù)制板既是樓板一部分，也作為疊合板的永久性模板，減少現(xiàn)場支模工作量，施工簡便、施工效率高。現(xiàn)澆面板“濕鏈接”方式使得結(jié)構(gòu)具有更好的抗震性、整體性。疊合板夾芯加入聚苯板使得樓蓋剛度大、自重輕，便于預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場吊裝，適用于多高層工業(yè)與民用裝配整體式建筑物，具有良好的應(yīng)用前景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]《35kV～110kV變電站設(shè)計規(guī)范》GB50059-2011.

[2]《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010（2015年版）.

[3]《預(yù)制裝配整體式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》SJG18-2009.

[4]《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010（2016年版）.

[5]《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造》G310-1～2.

[6]《現(xiàn)澆混凝土夾信樓蓋技術(shù)規(guī)程》JGJ/T268-2012.