華 良
(上海中森建筑與工程設(shè)計顧問有限公司,上海 200062)
近20年來,我國建筑業(yè)處于高速發(fā)展的黃金時期。建筑物建設(shè)體量巨大,建設(shè)速度也是前所未有的。高速發(fā)展也帶來一些不足,如建造精細化不足,整體技術(shù)含量不高,工期提升依靠“人?!奔邦~外加班,同時出現(xiàn)高能耗、高污染、低效率、低效益等情況。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展,能源短缺凸顯,人民對低碳、環(huán)保、綠建的要求提高,國內(nèi)青壯年勞動人口的下降,用工成本的不斷增加,國民生活水平的提高等,致使原來粗放的建造及管理方式越來越不適應(yīng)現(xiàn)場工作要求。近年來推行的裝配式建筑,通過預(yù)制構(gòu)件在廠房內(nèi)制作、現(xiàn)場拼裝,推行精裝、集成、一體化設(shè)計,以便降低天氣對現(xiàn)場施工的影響,減少現(xiàn)場用工數(shù)量,最大限度減少現(xiàn)場建筑及生活垃圾的污染,提高整個建筑產(chǎn)品的品質(zhì)及居住體驗。
目前我國的裝配式建筑仍處于發(fā)展初期,產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)產(chǎn)品不夠成熟,尚無法做到每個環(huán)節(jié)能保質(zhì)保量下傳,最終體現(xiàn)在施工現(xiàn)場落地效率、效益、成本、質(zhì)量等差強人意,有很大的提升空間。
本文在眾多裝配式建筑落地項目的實踐總結(jié)上,針對常見的全預(yù)制樓梯鉸接支座節(jié)點的做法進行分析,并提出新的構(gòu)造做法,旨在進一步優(yōu)化設(shè)計思路,更利于現(xiàn)場操作,使其更便于現(xiàn)場落地,安裝更加簡潔快速,從而提高質(zhì)量、效率。
目前裝配式建筑(無論是框架結(jié)構(gòu)還是剪力墻結(jié)構(gòu))中樓梯拆分方式通常為全預(yù)制形式,上下通過梯梁伸出牛腿放置預(yù)制樓梯,計算模式時支座簡化為鉸接點,即上部為固定鉸支座、下部為滑動鉸支座,整體計算中不考慮樓梯的斜撐效應(yīng),構(gòu)造上應(yīng)采取措施防止樓梯因滑移而掉落,端部及節(jié)點處構(gòu)造加強。現(xiàn)場直接通過塔式起重機吊裝到位即可。該工法的好處是受力簡潔明確,計算方便;免去現(xiàn)場現(xiàn)澆操作、支撐的搭設(shè)與拆除、模板制作與拆除,確保預(yù)制構(gòu)件外觀及質(zhì)量等,可提高現(xiàn)場安裝效率,極大減少現(xiàn)場建筑垃圾產(chǎn)生,并減少樓梯施工用工量。
圖1是目前項目中常見上支座固定鉸接的一種構(gòu)造做法,圖2是對圖1的改進,具體比較分析如下。
圖1 上支座固定鉸接常規(guī)做法
圖2 上支座固定鉸接改進做法
1.1.1 預(yù)制樓梯水平段端部與梯梁之間PE棒是否需要設(shè)置
預(yù)制樓梯和梯梁之間因考慮減少對主體剛度貢獻,減少斜撐效應(yīng),需要分縫,并通過柔性連接。同時為防止現(xiàn)場的建筑垃圾堵塞縫隙而限制自由變形,需設(shè)置高壓縮材料填充??p的表面因防水、耐久性、安全性、外觀美觀等要求,需打膠封閉。為打膠方便、厚度準確及效率提高,下方需設(shè)置可定位及隔擋填充,由于設(shè)置了聚苯板,可起到PE棒的作用,所以PE棒可不再設(shè)置,從而減少工序,提高效率。
1.1.2 封堵縫耐候膠模量選取
裝配式建筑初期很長一段時間內(nèi),未對封堵縫耐候膠的模量做具體要求。實際使用過程中,行人、貨物拖拽時有可能刺穿樓梯的耐候膠,對膠體產(chǎn)生破壞的同時帶來隱患,所以宜進一步指明要求采用高模量耐候膠,以減少損壞及使用上的安全隱患。
1.1.3 砂漿找平層強度選取
考慮制作及現(xiàn)場施工安裝誤差,休息平臺梁支座牛腿處一般預(yù)留20mm調(diào)整空間,全預(yù)制樓梯安裝前采用設(shè)計規(guī)定砂漿找平至設(shè)計標高。一般要求1∶1或1∶2砂漿找平,按照此配合比,砂漿強度一般可達M20以上,因此再注明要求砂漿強度不小于M15就沒有必要,宜取消該附加要求。
1.1.4 預(yù)留孔內(nèi)灌漿料選取
考慮施工安裝便利及規(guī)范防掉落要求,預(yù)制樓梯端部會預(yù)留孔,梯梁側(cè)面牛腿上預(yù)留插筋,安裝后灌漿封閉。預(yù)留孔內(nèi)后期灌漿主要起到防腐、鋼筋錨固、防移位等作用;由于設(shè)計條件所限,全預(yù)制樓梯水平段不可能很厚,所以一般采用高強灌漿料,以利于加強插筋錨固效應(yīng)。但一般圖紙上出現(xiàn)“C40”級與“CGM”灌漿料同時要求不合適,兩者不匹配,按GB/T 50448—2015《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中,普通水泥基灌漿料強度也至少達到C50,所以只需要求CGM灌漿料即可,同時宜指出Ⅰ類或Ⅱ類。
1.1.5 全預(yù)制樓梯與梯梁分縫處聚苯板空間位置選擇
分縫處聚苯板底部位置有伸到牛腿頂與不伸到牛腿頂兩種方式。梯梁側(cè)邊牛腿是現(xiàn)場澆筑,樓梯吊裝前完成。由于現(xiàn)場施工時牛腿頂部平整度較差,10~20mm誤差很常見,聚苯板要依據(jù)現(xiàn)場裁剪,修剪工作量較大;另外找平層在預(yù)制樓梯安裝前施工,而聚苯板現(xiàn)場是后期塞填。因此考慮現(xiàn)場施工效率及操作方便,聚苯板底部應(yīng)設(shè)置到找平層砂漿的頂部,便于剪裁,符合施工工法,利于提高效率及質(zhì)量。
1.1.6 全預(yù)制樓梯安裝提質(zhì)增效做法
全預(yù)制樓梯由于重量相對較大,即使安裝前提前放好現(xiàn)場就位墨線,其對安裝操作工人技術(shù)及經(jīng)驗要求也很高,而且需反復(fù)微調(diào)方可較準確定位。因此設(shè)置一種錐形引導(dǎo)板,下落時只要對準大孔即可,下落時錐形孔自行引導(dǎo)預(yù)留插筋準確、迅速就位。
另外,為解決標高高度快捷調(diào)整,預(yù)留插筋上部預(yù)留螺紋,頂部預(yù)設(shè)找標高鋼片(中間開孔預(yù)留絲扣),既可前期為找平砂漿層提供標高參照點,又可為后期樓梯安裝就位準備準確的高度上支撐就位點,省去二次調(diào)整。
全預(yù)制樓梯下端的滑動支座目前通常設(shè)計成變直徑預(yù)留孔,后期通過墊片和預(yù)埋帶有螺紋的鋼筋絲扣用螺母連接,預(yù)留孔表面二次用砂漿封堵并壓光面,如圖3所示。該工法需經(jīng)過構(gòu)件廠在模具上安裝專門工裝架成形、牛腿頂部砂漿找平、現(xiàn)場螺栓用扳手通過絲扣連接,最后用砂漿封堵孔口完成操作。不足之處操作工序較多。
圖3 下支座滑動鉸接點常規(guī)做法
本著就位準確、操作快捷、安裝方便的思路,對原節(jié)點進行改進。原預(yù)留孔改成頂部帶封頭鋼管,底部設(shè)置錐形孔(可引導(dǎo)快速定位),預(yù)埋螺栓上設(shè)帶有絲扣的鋼片(可以上下移動,調(diào)整標高),如圖4所示。經(jīng)過改進后,現(xiàn)場只要預(yù)先調(diào)整好鋼片標高,砂漿找平,然后把預(yù)制樓梯通過錐心引導(dǎo)孔準確就位即可完成操作,大大提高效率、精度,同時減少操作工序。
圖4 下支座滑動鉸接點優(yōu)化
通過以上分析,改進后的支座節(jié)點構(gòu)造更加合理,減少現(xiàn)場工序,更利于現(xiàn)場操作,可實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件安裝的準確就位、快速安裝。