雙T板是一種力學(xué)性能良好、經(jīng)濟(jì)性高的預(yù)制構(gòu)件，常用于大跨度的樓蓋結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外的研究十分廣泛。隨著建筑結(jié)構(gòu)對大空間要求的不斷提高，大跨度雙T板的應(yīng)用越來越普遍。本文通過對中建科技有限公司新研制的一款重載大跨度預(yù)應(yīng)力雙T板進(jìn)行介紹，闡述了大跨度預(yù)應(yīng)力雙T板的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。 預(yù)應(yīng)力雙T板是一種由寬大的板面與兩根高窄的肋結(jié)合的預(yù)制混凝土構(gòu)件，形狀像是兩個字母T水平拼接而成，所以稱為雙T板。雙T板的板面作為橫向承力構(gòu)件，也是縱向承重肋的受壓區(qū)，傳力層次明確，幾何形狀簡潔，具有良好的力學(xué)性能，是一種經(jīng)濟(jì)性很高的預(yù)制構(gòu)件，常用于大跨度、大覆蓋面積的樓蓋結(jié)構(gòu)。如圖1所示。 國外對于雙T板的應(yīng)用較早，最初是由美國人Edwards于1952年設(shè)計成型，上世紀(jì)60年代美國已經(jīng)開始大規(guī)模在單層多跨工業(yè)廠房、多層公寓等領(lǐng)域使用這種構(gòu)件，英國、日本、加拿大等國也陸續(xù)研制和應(yīng)用這種構(gòu)件。現(xiàn)如今，由于其優(yōu)秀的品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性，雙T板仍舊是北美地區(qū)使用最廣泛的預(yù)制混凝土構(gòu)件之一。例如，在停車場這類大跨度的工程中，減少場內(nèi)的墻壁數(shù)量是提高經(jīng)濟(jì)性的一種途徑，但其安全性卻是另一個問題，使用雙T板作為頂部樓板，則很好地解決了這個問題。如美國的Froedtert hospital停車場、Medical college of Wisconsin停車庫，如圖2所示，都采用了雙T板作為頂面結(jié)構(gòu)。目前，美國雙T板已經(jīng)形成較為完備的規(guī)范體系，如美國預(yù)制/預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會編寫的《PCI設(shè)計手冊》，美國混凝土結(jié)構(gòu)協(xié)會編制的設(shè)計規(guī)范ACI-318-11等。 中國自1958年開始研制和生產(chǎn)雙T板，1978年武漢冶金建筑研究所與武漢空軍后勤部修理廠建成國內(nèi)第一棟雙T板體系的工業(yè)廠房，但由于技術(shù)原因，該預(yù)制構(gòu)件始終無法得到廣泛應(yīng)用。直到近幾年，隨著建筑體制改革的不斷深化，物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)的不斷增強(qiáng)，雙T板又重新得到普及和推廣。我國已編制了SG432-1-3《預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板圖集》，為雙T板的應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。按照標(biāo)準(zhǔn)圖集，雙T板的截面其肋高可達(dá)960mm，板面寬度可達(dá)2.4m，跨度最大達(dá)到23.9m。隨著技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代工程的需要，對大跨度雙T板的研究也越來越廣泛。 南京理工大學(xué)的金仁超、丁建國利用有限元軟件Abaqus對雙T板的屈曲特征進(jìn)行分析，求得雙T板在水平地震力作用下的極限荷載，結(jié)果表明水平地震力以集中荷載的形式作用在雙T板和下端梁的接觸處，基本滿足抗震設(shè)防的要求。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)的張文龍、周威，對用于裝配式停車樓的預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板進(jìn)行靜載試驗(yàn)與有限元非線性分析，分析了均布荷載和停車樓樓蓋在停、行車兩種工況下雙T板的整體彎曲性能和翼緣局部性能，結(jié)果顯示均能滿足設(shè)計和使用要求。 同濟(jì)大學(xué)張輝、趙勇、程春森，對預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板進(jìn)行靜載試驗(yàn)，研究企口端部的破壞形態(tài)和承載力，以及截面剪跨比和豎向吊筋形式對企口端部受力性能的影響，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，建立了雙T板企口端部拉壓桿計算模型。 上海中建申拓投資發(fā)展有限公司和中建八局的李鑫、馬曉菲等，對某立體停車樓項(xiàng)目的大跨度預(yù)應(yīng)力雙T板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性能的研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：該大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板的承載力、擾度、裂縫指標(biāo)均滿足設(shè)計要求，對同類產(chǎn)品的設(shè)計和性能檢測有良好的借鑒作用。 大跨度雙T板在實(shí)際工程中的應(yīng)用，也是逐漸增多。例如：長春一汽停車樓項(xiàng)目，是國內(nèi)首個使用雙T板建設(shè)的停車樓；2018年順利封頂?shù)睦顮杹喼蘅偛看髽牵捎秒pT板作為樓面結(jié)構(gòu)；2017年12月開業(yè)的上海顓橋萬達(dá)項(xiàng)目，預(yù)制樓板采用了雙T板加桁架預(yù)制疊合板的技術(shù)，是國內(nèi)首次采用PC結(jié)構(gòu)而且是雙T板的商業(yè)綜合體；2017年青島鼎信通訊科技產(chǎn)業(yè)園，采用了重載雙T板疊合樓蓋。各項(xiàng)目案例如圖3所示。 新型的雙T板普遍采用高強(qiáng)鋼絞線生產(chǎn)。高強(qiáng)鋼絞線材質(zhì)穩(wěn)定，施工簡單，省時省工，力學(xué)性能也優(yōu)于同等面積的鋼筋，應(yīng)力松弛損失也較小，能大幅度節(jié)約鋼材。高強(qiáng)度的鋼筋應(yīng)與高強(qiáng)混凝土配合，才能更好地發(fā)揮高強(qiáng)鋼筋的作用。新型的大跨度雙T板，在混凝土的使用上一般都達(dá)到C50強(qiáng)度以上，這就確保了在生產(chǎn)過程中預(yù)應(yīng)力的施加；另外預(yù)應(yīng)力構(gòu)件對開裂較為敏感，高強(qiáng)混凝土同時也能滿足規(guī)范對裂縫的要求。 新型的雙T板與梁采用“濕式連接”，即在預(yù)制板端連接處做配筋后澆層，另外板面增加了鋼筋桁架，板與板之間采用側(cè)向焊接連接，都增強(qiáng)了與后澆疊合層之間的整體性。使板最終的受力由單跨變?yōu)槎嗫邕B續(xù)板，克服了一般預(yù)制構(gòu)件整體性差的缺陷，尤其避免了單塊雙T板懸挑翼緣受力差的缺點(diǎn)，從而保證了其優(yōu)異的力學(xué)性能。如圖4所示。
在單層、多層和高層建筑中，雙T板多用于擱在框架梁或承重墻上作為樓層或者屋蓋結(jié)構(gòu)使用。雙T板的應(yīng)用跨度一般都在9~30m，但在更大的跨度結(jié)構(gòu)（超過40m以上），其應(yīng)用空間仍是非常巨大。正因如此，雙T板不僅能滿足正常跨度的需求，也能適應(yīng)某些，例如大型停車場、飛機(jī)機(jī)庫、倉庫、廠房、大型商場等對空間有較大要求的工程，如圖5所示；同時雙T板相比大跨度鋼梁具有更好的抗腐蝕能力和更長的使用壽命，適合對防火、抗酸鹽腐蝕要求高的場所。 雙T板構(gòu)件是由板和底部肋梁組成，帶有梁和板兩種結(jié)構(gòu)的特性，是對設(shè)計的一種簡化。如圖6所示，在一個標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格中，只需要三塊雙T板，而常規(guī)疊合板需要兩根疊合梁加上六塊疊合板，在預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量上，就比常規(guī)預(yù)制構(gòu)件要少，在施工過程能省去很多主梁、次梁及模板，大大地節(jié)約了成本。構(gòu)件數(shù)量的減少，再加上雙T板與主結(jié)構(gòu)連接便攜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高等特點(diǎn)，相比常規(guī)疊合梁加疊合板，雙T板的吊裝效率也更高，相應(yīng)地降低了施工成本。 圖6 樓面標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格圖 雙T板通過等間距的肋梁與寬大面板組合受力，形成非常輕盈的樓面結(jié)構(gòu)，從下往上看是一道道規(guī)則的線條，通過簡單裝飾可以形成美觀大方的天花效果。同時，室內(nèi)的消防、暖通、用電等管道線路設(shè)施可以很好地隱藏安裝于雙T板的縱向的肋梁中間，大幅提高了室內(nèi)凈高和空間利用率，如圖7所示。 中建科技（深汕特別合作區(qū)）有限公司配合中建科技集團(tuán)深圳分公司研發(fā)試制一款新型裝配式建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件——重載大跨度先張法預(yù)應(yīng)力雙T板。該款構(gòu)件跨度達(dá)到18.2m，是國家“十三五”重大專項(xiàng)研究課題“6.2預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究”，以及“6.6工業(yè)化建筑設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究”的研究示范內(nèi)容之一。如圖8所示。 該構(gòu)件是為中建綠色產(chǎn)業(yè)園的辦公綜合大樓工程項(xiàng)目所設(shè)計，如圖9所示，該項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)比較特殊，應(yīng)用了多種新型結(jié)構(gòu)技術(shù)。根據(jù)設(shè)計要求，3層以上采用巨型結(jié)構(gòu)設(shè)計，整個巨型空間桁架結(jié)構(gòu)都作用于3層雙T板樓面上，所以雙T板的荷載設(shè)計值高達(dá)56KN/m2，遠(yuǎn)超現(xiàn)有的雙T板標(biāo)準(zhǔn)圖集中的設(shè)計規(guī)定，需要設(shè)計一款能滿足要求的重載大跨度雙T板。該產(chǎn)品設(shè)計參考了國家最新標(biāo)準(zhǔn)圖集《09SG432-2預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板》，在預(yù)應(yīng)力筋配置、端部抗剪、截面尺寸優(yōu)化、企口端部等方面做了大膽創(chuàng)新，同時采用先進(jìn)的可移動自持力模臺工法、數(shù)字化智能張拉控制、高性能混凝土等新技術(shù)。 該新型的重載大跨度預(yù)應(yīng)力雙T板的生產(chǎn)研發(fā)，有以下幾個突破： 新型的重載大跨度雙T板跨度達(dá)到18.2米，同時承載能力達(dá)到民用建筑荷載設(shè)計值的數(shù)倍，特別適合于建造大空間、大荷載的裝配式建筑，具有非常好的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性。該構(gòu)件經(jīng)第三方（深圳市建筑工程質(zhì)量檢測中心）進(jìn)行構(gòu)件的受彎靜載性能檢測，加載到45KN/m2（荷載標(biāo)準(zhǔn)值為44.2KN/m2）時，中心最大擾度22.31mm，僅出現(xiàn)細(xì)微裂紋（寬度0.1mm），滿足正常使用極限狀態(tài)；最終的荷載加載到69KN/m2（荷載設(shè)計值56.7KN/m2），試件仍未破壞，遠(yuǎn)超設(shè)計值，滿足承載力極限狀態(tài)。試驗(yàn)加載情況見圖10。 （2）采用先進(jìn)的自持力模臺工法生產(chǎn) 中建科技（深汕特別合作區(qū)）有限公司對雙T板的生產(chǎn)技術(shù)展開積極研究，發(fā)明了一種《利用自持力組合式模臺制作雙T板工法》。其中該工法的生產(chǎn)模具，已經(jīng)申請發(fā)明專利（一種預(yù)應(yīng)力雙T板鋼模板系統(tǒng)，2018219490754），能滿足不同地區(qū)、不同施工條件的生產(chǎn)，模具可移動，模板具有自持力，長度達(dá)到60m，可以根據(jù)構(gòu)件的設(shè)計要求進(jìn)行長度調(diào)整，靈活生產(chǎn)跨度不一的雙T板，通過對產(chǎn)品肋高和預(yù)應(yīng)力筋的調(diào)整，最長可生產(chǎn)跨度達(dá)40m的構(gòu)件。同時，該模臺采用“固定式模板＋可變款模板”，除了邊模外，其余模板無需拆裝，并且肋高肋寬可進(jìn)行填充變化，實(shí)現(xiàn)了同一生產(chǎn)線，生產(chǎn)出不同高寬、不同跨度以及不同種類的雙T板，生產(chǎn)效益很高，大幅降低成本。如圖11所示。 實(shí)際應(yīng)用效果：該新型大跨度預(yù)應(yīng)力雙T板，能夠滿足工程大跨度空間的使用和承載能力要求，并且吊運(yùn)安裝方便快捷，有效地減少了節(jié)點(diǎn)和裝配工序，使整個建筑完整性更好，其經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果都十分優(yōu)秀。如圖12所示。 重載大跨度預(yù)應(yīng)力雙T板，是中建科技有限公司深圳分公司研制的一款新型的預(yù)制預(yù)應(yīng)力樓板構(gòu)件，承載力遠(yuǎn)超同類構(gòu)件，應(yīng)用范圍更廣泛。同時利用先進(jìn)的自持力模臺工法進(jìn)行科學(xué)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，經(jīng)濟(jì)效果顯著。隨著國內(nèi)裝配式建筑的不斷發(fā)展，大跨度、大荷載的結(jié)構(gòu)也會越來越多，而該款預(yù)制樓板在這方面有著巨大的優(yōu)勢，相信在今后的裝配式建筑發(fā)展中一定會大放異彩。■ （作者單位：鐘志強(qiáng)、周臻徽，中建科技有限公司深圳分公司；黃朝俊，中建科技<深汕特別合作區(qū)>有限公司） [1] 何德湛，賈方樹．一種房屋建筑的輕型屋蓋構(gòu)件：預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板[J]．預(yù)應(yīng)力技術(shù)，2008(5)：8-10． [2] 王茂宇，鄭毅敏，趙勇．中美預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板構(gòu)件對比[J]．混凝土與水泥制品，2014(8)：42-45． [3] PCI Design Handbook [M]．7th Edition．Precast/Prestressed Concrete Institute． [4] ACI Committee 318．Building Code Requirementsfor Structural Concrete(A-CI318-11) and Commentary(ACI318R-11)[S] ．Farmington Hills，MI，201-1． [5] 金仁超，丁建國．雙T型板的應(yīng)用及屈曲特征分析 [J]．工業(yè)建筑，2009(S1)：376-377． [6] 張文龍，周威．裝配式停車樓預(yù)應(yīng)力混凝土雙T板靜力非線性分析[J]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2018，50(12)：22-30． [7] 張輝，趙勇，程春森．預(yù)制混凝土雙T板企口端部受力性能試驗(yàn)研究[J]．建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2018，39(S2)：35-42． [8] 李鑫，李書穎，李斌，等．預(yù)應(yīng)力雙T板結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)研究[C]．工業(yè)建筑2018年全國學(xué)術(shù)年會．
來源：新營造
