預制板槽型連接裝置研究

錢至棽

(福建省廈門第一中學 福建廈門 361003)

0 引言

近年來，我國的裝配式建筑發展方興未艾，但樓板施工工藝的進步還不大。為保證樓板的整體性，裝配式建筑樓板普遍采用預制板加疊合層的做法，預制板僅起到疊合層混凝土底模的作用，樓板上半部分的施工仍需現場綁扎鋼筋、澆筑混凝土。其次，預制板相互間的連接采用“胡子筋”搭接方式，在生產、施工的各個環節都極易被有意無意破壞，達不到設計要求。

對于建筑樓板的傳統施工方法，建設者們也進行了較多探索，但大都沒有改變疊合樓板做法，只是改進了梁板連接方式[1-3]。查閱近年公開的專利文獻可知，相關方面的專利或多或少存在相鄰預制板咬合困難、銷釘不易定位，且采用新型連接方式存在用鋼量增加量大、二次澆筑混凝土量大等缺點。

能否將樓板在工廠一次預制到位，現場只需進行預制板的安裝固定？經過不斷摸索，筆者研發了“預制板槽型連接裝置”，以下是該裝置的總體思路、實施方案、有益成效、設計實例簡述。

1 總體思路

當前的預制板生產技術相對成熟，能做到大批量、自動化生產，成品質量有保證。將普通的鋼筋混凝土樓板分解成標準板塊，在工廠一次成型。預制板運到現場后，用一種搭扣將預制板拼接起來。

需要解決的問題主要是連接問題，即如何實現預制板之間的連接，以及板梁之間的連接?？傮w思路是預制板設置搭扣，并采取特殊的預制板布置方式，使梁及其兩側預制板通過搭扣的耳板、銷釘及梁頂栓釘、梁頂鋼筋、后澆自密實混凝土連成整體，實現三者間的有機連接。

2 實施方案

該裝置如圖1所示，由搭扣、錨筋、銷釘組成，搭扣、錨筋成對預埋于預制板兩端。預制板現場就位后，插入銷釘，澆筑拼縫混凝土，即完成樓板的施工，實現樓板與主體結構的可靠連接。下文是該裝置技術方案的詳細介紹。

圖1 槽型連接裝置散開圖

2.1 各部件做法

2.1.1左、右搭扣

左、右搭扣如圖2～圖3所示，橫斷面均為槽型，右搭扣略小，可嵌入左搭扣內。搭扣由上、下耳板及立板3部分組成，可采用鋼板焊接，也可采用定制槽鋼制作。

圖2 左搭扣三視圖

圖3 右搭扣三視圖

上、下耳板型體尺寸相同，為軸對稱梯形，外沿在不影響耳板受力的條件下削切處理成圓弧狀，中間開設長圓形銷釘孔，左搭扣長圓孔縱向平行于立板，右搭扣則垂直于立板。耳板的等效強度不應小于預制板對應縱向受力鋼筋的設計強度，即“等強代換”后的耳板橫截面有效面積不應小于板受力鋼筋面積。立板為矩形，板厚應大于上、下耳板，軸對稱設置2個錨筋孔。

由于預制板左、右端的搭扣是成對配置，相應地，梁兩側的預制板搭扣也是成對配置。左、右搭扣的銷釘孔設計成相互垂直的長圓孔，孔徑大小考慮了混凝土預埋件及混凝土預制構件的安裝施工誤差，可保證預制板在現場較輕松完成就位。

2.1.2錨筋、銷釘

左、右搭扣各設有2根錨筋，分別插于左、右搭扣的立板上，做法如圖4所示。

圖4 錨筋示意圖

錨筋可采用帶肋鋼筋制作，其直徑、長度應由計算確定。錨筋由錨筋桿體、球缺錨頭、螺栓錨頭3部分構成。其中，位于立板處的錨筋桿體一端經熔化鐓粗處理后形成球缺錨頭，另一端則預先攻牙。搭扣預埋時，先將錨筋由搭扣槽口內向外插入立板上的錨筋孔，再將錨筋拉出，使球缺錨頭緊貼立板，之后旋上螺母或錨固板，形成螺栓錨頭。

如能保證預制板生產、運輸、就位時不破壞錨筋的螺栓錨頭，錨筋也可反向插入立板，將帶螺紋的一端插入立板，旋緊螺母，其他做法不變。這樣，只要保證錨筋定位準確，槽型搭扣可待預制板在現場就位時再安裝。

銷釘外形與普通鉚釘相似，但端部做倒角處理，可采用常見的半圓頭鉚釘，并將釘腳切削倒角成型。也可采用帶肋鋼筋切割、熔化鐓粗、切削倒角制作。有需要時，也可將銷釘改為同尺寸螺栓，并配備相應尺寸螺母。

2.2 預埋做法

預制板在工廠澆筑前應預埋“槽型連接裝置”。左、右搭扣成對設置，即預制板一端設置左搭扣，另一端對應設置右搭扣。搭扣應設于預制板支承端板高度方向中線，設置的數量應經計算確定，每端不少于2個，做法如圖5所示。

圖5 左、右搭扣預埋示意圖

預埋時，先將錨筋插入立板，旋上錨筋螺栓錨頭的螺栓，將搭扣放入已綁扎安放的板鋼筋內，用鐵絲將搭扣綁緊固定后，即可澆筑混凝土。

由于所有的預制板兩端均成對設置左、右搭扣，預制板在現場安裝時，梁左、右兩側的預制板正好有一對相對應的右、左搭扣一一配對，只需將梁左側預制板的右搭扣嵌入梁右邊預制板的左搭扣中，再將銷釘插入銷釘孔即可。

2.3 樓板整體措施

為保證樓板的整體性，在預制板的設計和預制板的排布方式等方面采取特殊做法，使梁及其兩側預制板通過搭扣的耳板、銷釘及梁頂栓釘、梁頂鋼筋、后澆自密實混凝土連成整體，保證樓板與鋼結構的可靠連接，保證樓板水平力的有效傳遞。

2.3.1相鄰柱網開間的預制板排板方向相互垂直

預制板采用“相鄰柱網開間預制板排板方向相互垂直”的方式布置，下文舉例說明。如圖6所示，A、B、C、D為相鄰的4個柱網開間，柱網尺寸為9m×9m，預制板尺寸為0.9m×3m。A開間預制板為東西向排板，即A1、A2、A3……支承于東西向梁上，而B開間則為南北向排板，即B1、B2、B3……支承于南北向梁上。C、D開間同理。

圖6 預制板布置示意圖

2.3.2同向首尾相鄰的預制板錯縫布置

槽型搭扣設于預制板支承端的1/4板寬處，同向首尾相鄰的預制板的位置相差1/2寬度。如圖6所示，A開間的預制板均擱在東西向梁上，A1、A3、A5……與A2、A4、A6……的位置均相差1/2板寬。這樣，A2北端的第1個右搭扣插入A1南端的左搭扣，A2北端的第2個右搭扣插入A3南端的左搭扣，以此類推。這樣，可保證預制板不會通縫破壞，保證預制板安裝就位后樓板的整體性能。

2.3.3預制板長向設置企口

方式一、二做法大同小異，都是相互咬合的企口，下企口預埋有M16@400的栓釘，上企口相應位置預留栓釘孔，預制板就位后澆筑自密實混凝土固定。不同的是，方式一板橫斷面為“之”字形，預制板依次排開；方式二板橫斷面則有正T形和倒T形之分。

圖7 預制板長向企口做法示意圖

2.3.4局部二次澆筑混凝土

考慮到預制板尺寸一般為標準模數，而建筑開間尺寸不一定為標準模數，預制板排布后剩余的部分采用現澆。因預制板錯縫布置，出現首、末塊預制板為1/2板寬時，可定制異型預制板，也可局部現澆。此外，建筑的樓、電梯間以及建筑平面角部等處，是樓板水平方向的薄弱環節，也可局部現澆。這些位置范圍小，混凝土數量很少，采用混凝土現澆不會干擾大面積施工作業。

由于梁兩側的預制板兩兩成對連接，當預制板端部對應的梁另一側為單向預制板的長向，或為建筑外沿、樓電梯洞口邊時，預制板支承端無對應的相鄰預制板與其連接，可將相應的搭扣預設于梁上，實現預制板支承端的連接固定。

樓板采取上述加強措施后，可實現樓板整體性能，保證樓層水平力的有效傳遞。

2.4 安裝就位

預制板運至現場后，即可進行吊裝。先鋪設一側的預制板，再將相鄰預制板吊裝至對應位置。當左、右搭扣的銷釘孔對齊后，將銷釘插入，即完成一組連接裝置的固定，其余亦然。梁板連接示意圖如圖8所示。

圖8 梁板連接示意圖(渲染)

一般情況下，預制板安裝就位后，板邊拼縫的混凝土不會馬上澆筑，但由于預制板搭扣的銷釘已插入銷釘孔中，預制板已完成臨時固定，所以，需要時，也可將銷釘改為同尺寸螺栓，現場鎖緊螺母使相鄰預制板搭扣的耳板緊密結合。當完成梁板邊界縫的自密實混凝土澆筑后，即完成了樓板的裝配施工。

2.5 其他

該裝置可用于裝配式混凝土結構建筑樓板，也可應用于裝配式鋼結構建筑樓板。

但高中生之間應該會先問就讀的高中，再問念幾年級。這種問法既不是為了稱呼，也不是應酬話，只是單純想知道而已。對于想進一步認識對方而言，是一個重要且必經的階段。

此外，該裝置亦可應用于裝配式混凝土建筑混凝土預制梁，除了裝置各部件尺寸應按需設計外，做法與預制板大同小異，也是成對設置于梁支承端。預制梁支座兩側的預制梁，可通過搭扣兩兩連接(搭扣耳板可按需設置栓釘)，澆筑自密實混凝土后，即實現預制梁的連接。槽型搭扣可按實際需要水平設置(耳板水平放置)，也可豎向設置(耳板豎向放置)。2種方式各有優缺點，相對而言，耳板豎向放置更符合梁受力方式，連接處二次澆筑混凝土也更方便。

3 有益成效

上述是“預制板槽型連接裝置”實施方案，該裝置已向國家知識產權局申報發明專利。該裝置改變了現有的混凝土樓板疊合做法，解決了該做法存在的工序繁、工期長、精度差及質量低等問題，克服了近年來相關探索存在的相鄰預制板咬合困難、銷釘不易定位、用鋼量大及現場澆筑混凝土量大等缺點，具有受力合理、制作簡單、安裝快捷、儲存運輸方便、造價節省等優點，其主要創新點：

(1)率先提出預制板搭扣連接的裝配方式。預制板間的相互連接，采用“槽型搭扣搭接、插入銷釘、澆筑板拼縫自密實混凝土”的方式，是預制板連接方式的創新。

(2)預制板采用“相鄰柱網開間預制板排板方向相互垂直、同向相鄰預制板錯縫”的方式布置，是預制板布置方式的創新。

(3)錨筋與槽型搭扣采用插孔連接，連接裝置各部件可拆、可合，是預埋件結構型式的創新。

(4)鋼筋端部熔化、鐓粗形成球缺錨頭，是鋼筋機械錨固方式的創新。

4 設計實例

結合較常見的預制板尺寸及配筋設計制作了樣品。梁采用較常見的H型鋼梁，梁頂寬度200mm。預制板擱置寬度為25mm。預制板板厚120mm，寬度0.9m，長度3.0m，上下雙層雙向Φ10@200。搭扣鋼材采用Q345牌號。各部件尺寸如下。

4.1 左、右搭扣

搭扣采用Q345牌號鋼板制作。

左搭扣上、下耳板尺寸(100/120)mm×120mm×5mm，外沿圓弧半徑45mm，耳板開有孔徑22mm×48mm的長圓孔，孔中心距立板內邊沿為75mm；立板尺寸100mm×80mm×10mm，軸對稱設置錨筋孔，孔徑18mm，孔中心距50mm。

右搭扣上、下耳板尺寸(92/100)mm×135mm×5mm，外沿圓弧半徑46mm，耳板開有孔徑48mm×22mm的長圓孔，孔中心距離立板內邊沿75mm；立板尺寸同左搭扣。

4.2 錨筋、銷釘

銷釘采用半圓頭鉚釘M20切削倒角制作，釘長90mm，末端倒角5mm。

5 結論

“預制板槽型連接裝置”是一種新型的預制板連接裝置，該裝置可改變現在裝配式建筑疊合樓板工藝存在的大面積濕式作業問題，并解決預制板“胡子筋”易遭破壞的問題。該裝置制作工藝簡捷，施工方式快速、可控，是裝配式建筑的創新探索，具有較高的實用價值，值得大面積推廣使用。