钱钧珑

(厦门市建设工程施工图审查所 福建厦门 361004)

0 引言

2016年9月27日，国务院印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》(国办发〔2016〕71号)，决定大力发展装配式建筑，推动建筑业产业结构调整升级。由于现阶段我国工程管理比较粗放，产业工人的素质及水准特别是建筑产业工人与发达国家同行相比存在巨大的差异，施工精度差、工序复杂、建造周期长，施工质量难以保证，不能体现装配式建筑高精度、高效率和高品质等优点。

钢结构楼盖主要形式有：压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板组合楼板、预制混凝土叠合楼板或预应力空心楼板等，一般采用叠合楼板设计。叠合楼板施工的主要问题是：压型钢板、钢筋桁架楼承板、预制混凝土板或预应力空心板，仅起到楼板混凝土底模的作用，叠合层混凝土的施工仍然采用传统的施工方法，需要现场绑扎钢筋、浇筑混凝土，误工误时。其次，预制混凝土板板端“胡子筋”外露，在生产、运输、安装过程中极易被踩踏，难以满足设计要求，施工质量无法得到保证。

近年来，对于钢结构建筑楼板的传统施工方法，工程界也进行了较多探索，但相关的探索还不尽如人意。因为中国是个地震多发国家，为保证楼板的整体刚度，保证楼板的整体牢固性，楼板仍然较多采用预制板加叠合层的做法，相关的探索只是改进了梁板连接方式，并没有改变现场浇筑混凝土楼板的传统做法。查阅公开的最新发明专利可知，楼板施工工艺的改进，主要是梁板连接方式的改进，楼板叠合层混凝土施工的改善未见触及。这些发明普遍存在用钢量大、混凝土二次浇筑量大、预制板销钉定位困难、相邻预制板不易咬合，以及预制板“胡子筋”易被踩踏、现场焊接量大等缺点，如《一种装配式楼板》CN106948533A[1]、《一种预制装配式咬合钢板轻质楼板体系》CN206279675U[2]、《一种装配式预制轻质楼板连接装置》CN106836588A[3]、《一种装配式钢框架预制混凝土楼板结构》CN206233434U[4]等，或多或少存在上述缺点，不能解决现场浇筑混凝土误工误时现实问题，以及预制混凝土板板端“胡子筋”易被踩踏等问题，难以满足设计要求，不能充分发挥装配式建筑快速安装的优点。

为解决上述装配式钢结构建筑楼板的问题，充分发挥装配式建筑快速安装的优点，实现装配式建筑梁板快速连接，本文拟就“装配式建筑梁板快速连接”的技术方案进行探索。

1 初步设想

我国传统施工工艺主要采用现场湿式作业，存在施工精度差、工序复杂、建造周期长及工人水平不一，导致质量难以保证等问题，而干式工法可实现施工作业高精度、高效率和高品质。装配式建筑应采用工业化生产方式，即工厂制造预制构件、现场吊装施工。

2017年1月10日发布、2017年6月1日起实施的《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T 51232-2016 是装配式钢结构建筑的最新国标。对于装配式钢结构建筑的楼板，该标准规定：楼板可选用工业化程度高的压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板组合楼板、预制混凝土叠合楼板及预应力空心楼板等。楼板应与主体结构可靠连接，保证楼盖的整体牢固性。同时，上述标准第5.2.18条第3款规定：抗震设防烈度为6～7度且房屋高度不超过50m时，可采用装配式楼板(全预制楼板)或其他轻型楼盖，但应采取下列措施之一保证楼板的整体性：①设置水平支撑；②采取有效措施保证预制板之间的可靠连接。

综上可知，抗震设防烈度为6～7度且房屋高度不超过50m时，可采用装配式楼板即全预制楼板，但要采取措施以保证楼板的整体性。初步设想，楼板一次预制到设计厚度，预制板采用特殊做法，钢梁上设置抗剪连接件，现场浇筑比预制楼板高一强度等级的梁板边界缝自密实混凝土条带，使预制楼板通过抗剪连接件、混凝土条带与钢梁紧密结合，实现楼板的整体牢固性，保证楼板与钢结构的可靠连接。这样，楼板一次预制到设计厚度，梁板拼缝后浇，只占用小部分的作业面，不影响后续施工。

2 技术方案

“装配式建筑梁板快速连接”的技术方案是：工厂预制钢筋混凝土楼板，并在预制板内预埋连接板；工厂制作钢梁，并在预制钢梁上预焊垂直栓钉；预制板安装就位后，现场锁紧连接板，使钢梁两侧的预制板钢筋紧密连接；现场浇筑比预制板高一强度等级的梁板边界缝自密实混凝土条带。通过上述方案，实现楼板的整体牢固性，保证楼板与钢结构的可靠连接。以下是该技术方案的实施要点。

2.1 预制钢筋混凝土楼板

按照平面梁分割的板块并考虑运输能力、吊装能力设计预制楼板，预制楼板一次预制到设计厚度。与常见预制板相比较，本预制板的特殊做法是：在板周边即预制板与钢梁交接的板边缘，设有半杯形企口，企口剖面为倒直角梯形和矩形上下叠合而成(下文简述“企口”)。预制板端部混凝土表面为凹凸差不小于6mm粗糙面，作为预制板与钢梁的结合面(下文简述“结合面”)。企口处的板钢筋外露，待预制板安装固定后浇筑混凝土。预制板周边每隔一定间距预埋连接板，同时作为板钢筋的外沿支架。

板钢筋与连接板的连接方式有3种：

方式一：预制板上下层钢筋端头焊于连接板上；

方式二：预制板上下层钢筋网沿板周边设置加劲钢筋，加劲筋宜比两向板配筋大2 mm，连接板焊于加劲钢筋上；

方式三：预制板上下层钢筋延伸并焊于连接板上。

预制板钢筋仅局部外露，且外露钢筋周边有连接板支撑，在制作、运输、安装过程中不易踩踏。其次，预制板的四边浇捣自密实混凝土形成整体楼板，一次成型完成楼板的施工，不需要现场制作安装模板、不需要设置支撑。

连接板预留有螺栓锁孔，布置时应避让下文所述的钢梁垂直栓钉，其尺寸、间距应满足《混凝土设计规范》《钢结构设计规范》等相关规范的构造要求，钢板厚度不宜小于5 mm，宽度不宜小于60 mm，间距不宜大于300 mm。预制板板钢筋宜采用焊接钢筋网。当预制板连接板保护层厚度不满足相关规定时，可采用防腐涂层处理。预制钢筋混凝土楼板端部构造及连接板做法如图1～图3所示。

图1 预制板端部构造及连接板做法(方式一)

图2 预制板端部构造及连接板做法(方式二)

图3 预制板端部构造及连接板做法(方式三)

2.2 制作钢梁

按照设计图纸在工厂制作钢梁，并根据图纸要求在钢梁顶预焊梁轴线方向的垂直栓钉。栓钉尺寸、间距应计算确定，并满足《钢结构设计规范》等相关规范的构造要求。栓钉宜采用M16～M19，间距不宜大于300mm，高度不宜小于60mm。

2.3 锁紧预制板连接板

预制楼板安装就位后，现场用螺栓将钢梁两侧的连接板锁紧，预制板与钢梁连接做法如图4～图6所示。预制板端部搁置长度不宜小于30 mm，螺栓宜选用M16，并满足《混凝土设计规范》《钢结构设计规范》等相关规范的构造要求。

图4 预制板与钢梁连接做法(方式一)

图5 预制板与钢梁连接做法(方式二)

图6 预制板与钢梁连接做法(方式三)

2.4 浇筑混凝土条带

现场浇筑比预制板高一强度等级的梁板边界缝自密实混凝土条带。

需要指出的是，“装配式建筑梁板快速连接”除了用于装配式钢结构建筑的梁板连接外，也可应用于装配式混凝土建筑的梁板连接。当装配式混凝土建筑的梁板连接采用“装配式建筑梁板快速连接”时，预制混凝土楼板做法以及现场预制板安装就位、锁紧预制板连接板、浇筑自密实混凝土条带的做法均不必改变，只需将预制钢梁改为预制钢筋混凝土梁或预制型钢混凝土梁。

当采用预制钢筋混凝土梁时，前述钢梁上的垂直栓钉下加焊钢锚板，形成“倒T形”的抗剪连接件，并预埋于预制钢筋混凝土梁中，具体做法如图7所示。当钢锚板沿梁通长设置时，可考虑替代预制梁梁顶钢筋。当采用预制型钢混凝土梁时，前述钢梁上的垂直栓钉直接下延，焊于型钢上翼缘，具体做法如图8所示。现场预制钢筋混凝土梁、预制型钢混凝土梁的安装就位按一般装配式混凝土建筑的施工方法即可。

以上是“装配式建筑梁板快速连接”的技术方案，该方案是装配式建筑结构的一种创新，已向国家知识产权局申报发明专利。下文就该技术方案的实施方式做简述。

图7 预制板与预制钢筋混凝土梁连接做法 (仅绘出方式一)

图8 预制板与预制型钢混凝土梁连接做法 (仅绘出方式一)

3 实施方式

3.1 图纸深化

按照设计图纸进行装配式建筑的深化设计，对所有的结构构件进行预制拆分设计，拆分成在工厂生产的一个个预制构件，完成钢结构及钢筋加工图。

3.2 钢结构构件制作与钢筋加工制作

按照加工图下料切割钢板或型钢，组合焊接形成钢梁，并焊接栓钉于钢梁顶。按照加工图切割、弯曲钢筋，制作钢板连接板。钢筋焊接形成钢筋骨架，并将连接板与钢筋骨架焊接。

3.3 浇筑预制楼板混凝土与预制楼板养护

按照设计要求在模台上进行预制构件的混凝土浇筑，模板制作安装及混凝土浇筑过程，与普通装配式混凝土预制构件的制作基本一致。

预制楼板在养护车间高温蒸汽养护，达到设计强度即可进行脱模、包装出厂。

3.4 装载运输

预制楼板及钢构件制作完成后，对边角、接头等处适当包装防护，即可装车、运往工地。

3.5 现场吊装与装配施工

钢构件、预制楼板运至工地后，在工地现场进行装配化施工。先吊装柱、梁，梁、柱节点区栓接或焊接连接，再吊装、就位预制楼板，初步形成受力结构体系。

3.6 浇筑梁板边界缝混凝土

锁紧预制板连接板，浇筑梁板边界缝处混凝土，完成楼板结构整体施工。

考虑到预制板安装就位后，板边拼缝的混凝土一般不会马上浇筑，可采用点焊将预制板连接板固定于钢梁上。当柱、梁拼接完成，就基本形成受力的框架结构体系；吊装完一层梁即可进行该层预制楼板的吊装。预制板的支承边都有梁可搁置，所有梁板边界缝内现浇高一强度等级的自密实混凝土，并经养护后，即完成了该层楼板的装配施工。

3.7 管线、墙体施工

楼板安装就位后，即可同步展开设备管线及墙体装配、设备安装等其他子项的施工。

4 结论

“装配式建筑梁板快速连接”解决了现有装配式建筑存在的施工精度差、工序复杂、建造周期长，施工质量难以保证等缺点，即混凝土楼板传统施工方式的预制板“胡子筋”易被踩踏、现场绑扎钢筋、现场浇筑楼板混凝土面层等缺点，以及现有发明用钢量大、预制板销钉定位困难、相邻预制板不易咬合、现场焊接量大等缺点。该技术方案融合装配式钢结构建筑现场装配连接快捷、方便、质量可靠和便于检测的优点，以及预制构件尺寸准确、精度高、养护条件好、品质优秀的优点，可实现装配式建筑高精度、高效率和高品质。