关于钢筋桁架叠合楼板提效性分析深度揭秘

钢筋拱桥直线型梁柱提效性预测*樊骅1，丁泓2（1.北京zelise房地产开发股份有限公司，北京201107；2.北京紫宝写字楼轻工业股份有限公司，北京201107）[全文]随著建筑物节能建筑物产业发展，钢筋拱桥直线型梁柱做为换装铝制钢筋内部结构中关键的水准梁柱获得了小规模推展和应用领域，前夕也折射出许多难题。

在科学研究怎样提升钢筋拱桥直线型梁柱的内部结构设计、制造和加装工程施工工作效率的与此同时确保工程施工产品质量，对直线型梁柱的拼缝形式、内部内部结构形式、制造商业模式和加装强化展开详尽探究，逐步形成高工作效率的钢筋拱桥直线型梁柱技术标准内部结构设计、大批量制造和农机具化工程施工控制系统。

[关键字]建筑物城市化；建筑物节能建筑物；直线型梁柱；钢筋拱桥；密拼；高工作效率工程施工；大内部空间；免支撑力[中图科同盘属]TU37；TV344[历史文献N53SI241SV]A[该文序号]1002-8498（2019）04-0000-00Analysis on the Efficiency Improvement of Reinforced Truss Composite Assembled Slab 

FAN Hua1，DING Hong2（1.Shanghai Baoyue Real Estate Development Co.，Ltd.，Shanghai 201107，China；2.Shanghai Zibao Residential Industry Co.，Ltd.，Shanghai 201107，China）

Abstract:With the development of prefabricated buildings, precast reinforced concrete truss slabs have been widely promoted and applied as important horizontal components in the assembly of monolithic concrete structures, and many problems have been exposed during the period. How to improve the efficiency, quality and quality of the design, production and installation of reinforced concrete truss laminates are focused. The detailed analysis of the joint form, construction mode, production mode and installation optimization of the laminated slab is carried out, aiming at the formation of high-efficiency reinforced concrete truss laminated floor standard design, industrial production and machine construction system.

Key words: building industrialization;prefabricated building;composited assembled slab;lattice girder;

dense docking;efficient construction;large-space;free supporting

 0 引言 近几年，我国建筑物节能建筑物蓬勃产业发展，各类建筑物节能内部结构体系科学研究和应用领域日趋成熟，但工程施工产品质量、工程施工安全难题也时有发生，对建筑物节能建筑物的产业发展造成负面影响因此，提升预制梁柱各阶段加装工作效率、工程施工产品质量和安全的与此同时降低成本，是下阶段建筑物行业产业发展的关键。

当下，建筑物节能建筑物的产业发展仍存在众多不完善、待提升的环节:①内部结构设计工具落后传统二维 CAD 制图形式仍占主导，没有清晰的技术标准内部结构设计理念，各项目间的内部结构设计形式相互参考，缺少改进，导致后续制造复杂、工作效率低下②梁柱制造环节。

相比国外，国内大部分梁柱厂的制造设备仍处于落后水准，信息化、数据化和自动化程度较低，且国内暂无与之匹配的内部结构设计工具，无法打通内部结构设计到制造环节的数据链传递，进一步导致整体城市化水准不高，仍以手工加半机械化的形式制造。

③工程施工环节预制梁柱支撑力体系不完善，仍采用传统满堂脚手架作业形式，既低效，也丧失了建筑物节能梁柱的快速组装优势临时支撑力缺少足够的计算预测，往往造成耗材大又不安全的后果，近期发生的建筑物节能建筑物工程施工安全事故就是典型案例。

 1低效原因预测及对策 >>>>1.1 内部结构设计预测当前直线型梁柱主要内部结构设计为后浇型直线型梁柱，等同现浇的计算原理展开配筋内部结构设计。较为常见的内部结构设计形式为如图1所示的后浇型连接节点[１] 。

图1后浇型直线型梁柱连接节点Fig.1 Connection of post-pouring slab此类直线型梁柱内部结构设计时一般采用传统 CAD 或信息化内部结构设计软件制图，但两者区别不大，因为采用外伸钢筋形式的直线型梁柱即使采用信息化内部结构设计软件和制造设备，制造设备也无法抓取边模，从而改用人工固定齿模形式，信息化内部结构设计软件产生的数据无法使用。

因此，若不从内部结构设计源头完善梁柱内部结构设计形式，后端制造设备、工程施工工艺都不能发挥其高工作效率性，先进的机械设备形同虚设>>>>1.2 制造预测国外直线型梁柱制造多采用自动化流水线，其批量化制造很大程度得益于直线型梁柱侧边不出钢筋的密拼型内部结构设计，可以高工作效率利用机械手抓取磁性边模支模( 见图2) 。

与此同时，配合成型钢筋网片加工设备、拱桥钢筋铺设设备、预埋件定位布置设备等，实现直线型梁柱全自动制造

图2直线型梁柱支模形式Fig.2 Formwork erection modes现阶段直线型梁柱大部分采用后浇型连接内部结构设计，直线型梁柱外伸钢筋导致梁柱边模布置无法利用机械手，制造工人需根据直线型梁柱出筋间距、出筋长度选取适用的齿模，并在模台上展开定位固定，自动化流水线运转工作效率低下，以上是导致诸多梁柱厂产量无法提升的主要原因。

由实际制造工作效率对比可知，自动化制造高出手工制造4倍以上梁柱供应做为建筑物节能建筑物高工作效率工程施工的基础，制造工作效率直接影响工程施工工作效率此外，由于预制梁柱运输时最大宽度的限制，两侧钢筋外伸导致直线型梁柱的实际宽度变小，单位车辆运输梁柱量也变小，降低了运输工作效率。

>>>>1.3 工程施工预测建筑物节能建筑物工程施工的高工作效率性主要影响因素有塔式起重机、支撑力和模板做到塔式起重机利用高工作效率、支撑力便捷、模板使用少，工程施工工作效率也就相应提升目前梁柱的内部结构设计形式导致直线型梁柱吊装时，外伸钢筋极容易和梁柱周边的梁箍筋、墙板钢筋和梁柱钢筋发生碰撞，每块梁柱的吊装需耗费大量时间调整钢筋，长时间占用塔式起重机，利用率低下。

后浇型梁柱会产生大量梁柱拼缝，需要现场展开支模处理后浇区支模形式主要分为撑模和吊模:撑模即采用底部支架撑起模板，类似现浇梁柱形式；吊模通过直线型梁柱本身悬吊模板( 见图3) 预埋式模板连接时由于工程施工精度不够容易导致拼缝不平、模板下坠、预埋螺栓定位偏差、拼缝蜂窝麻面等诸多难题；而穿拉式模板连接时则需将拉杆与上部钢筋焊接固定，浇筑完成后切除剩余穿拉钢筋，工程施工复杂且难度较大，产品质量难以确保。

图3后浇区吊模支模形式Fig.3 Suspended formwork of post-pouring slab>>>>1.4 对策预测目前，国内对于密拼型直线型梁柱的试验科学研究及项目应用领域产业发展较快同济大学、浙江大学、中国建研院、宝业集团等高校、科学研究院和企业均对此展开了控制系统性试验科学研究，各类试验结论都证明了密拼型直线型梁柱的可行性[2]。

与此同时，北京宝业惠南新市镇23号楼、合肥青年城地下车库、江西南昌航信大厦等项目均采用了如图4所示的密拼型直线型梁柱连接节点，其内部结构性能、防水性能、全流程高工作效率性都获得了有力证明[3]后浇型与密拼型直线型梁柱拼缝如图5所示。

根据已有的500万平方米建筑物节能建筑物项目实践，结合近几年开展的相关试验科学研究，建筑物节能建筑物应逐步形成高工作效率钢筋拱桥直线型梁柱技术标准内部结构设计、大批量制造和农机具化工程施工体系，从而达到高工作效率工程施工的目的 2 高工作效率内部结构设计、制造和工程施工体系 。

>>>>2.1 技术标准内部结构设计高工作效率内部结构设计的技术标准，并非按照现有规范和图集展开模数化梁柱内部结构设计，而是根据项目户型内部结构设计、制造设备、运输条件等边界条件，选择合适的规格尺寸，采用信息化内部结构设计工具展开参数化内部结构设计，从而达到高工作效率内部结构设计的目的。

图4 密拼型直线型梁柱连接节点Fig.4 Connection of dense-docking slab

图5 2种直线型梁柱拼缝对比Fig.5 Comparision of 2 slab seams国家课题示范项目北京青浦新城63A03A地块项目采用德国进口全自动流水线，流水线模台尺寸为12.50m×3.20m，边模宽度为80mm。

利用信息化内部结构设计工具时，有“全板”和“半板”2种直线型梁柱内部结构设计形式，“全板”为直线型梁柱宽度2.5m（见图6a），符合交通运输最大宽度限制，“半板”则根据流水线模台宽度确定，在上述流水线模台尺寸下，该“半板”宽度为1.56m（见图6b）。

图6 流水线直线型梁柱铺设形式Fig.6 Floor laying method由图6可知，根据流水线模台尺寸，合理利用“半板”形式展开直线型梁柱的拆分内部结构设计，可以将模台利用最大化，避免产生过多闲置区域但是“半板”内部结构设计会导致直线型梁柱梁柱数量增加，从而增加现场工程施工时吊装工作。

因此，技术标准内部结构设计时仍应尽量采用“ 全板”内部结构设计，与此同时结合户型尺寸灵活配比“ 半板”，为高工作效率制造做铺垫>>>>2.2 大批量制造高工作效率制造的城市化首先要实现数据传输，否则所有后续的制造组织、材料控制、堆放贮存等无法实现，单纯靠人工作业、个人素质和技术水准，既无法实现预制梁柱量产，也无法确保梁柱产品质量。

现阶段大部分预制梁柱制造单位采用人工作业为主，一方面原因是大部分建筑物节能建筑物项目在内部结构设计端数据缺失，导致后续环节没有数据源采集而无法实现自动化制造，另一方面则是进口自动化制造设备初期成本投入较高，而国产设备技术水准仍在产业发展阶段，数据转化率不高。

针对目前普遍存在的数据传输难题，已有相应软件开发和设备加工企业合作，并在数据传输方面取得了一定成果怎样展开有效排版，提升单位模台的覆盖率和产量，是高工作效率制造的关键因素项目内部结构设计阶段，制造单位应及时介入，提出符合工厂模台制造的意见，供内部结构设计单位参考。

此外，梁柱钢筋浇筑方量控制、齿模漏浆控制、钢筋网片应用领域及如图7所示的四边不出筋直线型梁柱应用领域，均可提升制造工作效率

图7 四边不出筋直线型梁柱Fig.7 Slab without protruding steel bars堆放贮存亦是目前亟需改进的环节，图8所示为2种贮存形式“抓中药”式的贮存形式一大弊端是造成工程施工吊装杂乱，无法及时锁定取吊相应梁柱，与此同时预制梁柱的选取和转运造成大量时间和能源的耗费。

相比之下套装式的贮存形式则更加合理，根据梁柱序号和吊装顺序成套堆放梁柱，按照工程施工进度实时按批发货，有效提升梁柱厂储运工作效率及工程施工现场吊装工作效率，发挥了制造到工程施工环节的纽带作用>>>>2.3 农机具化工程施工高工作效率工程施工的农机具化，是要尽量利用工具化模板、支撑力体系、爬升式脚手架等一系列控制系统化的工程施工工具，达到提工作效率、降成本、减能耗的目的。

单点三角支撑力辅以木工字梁的支撑力体系相比满堂支撑力体系，具有加装拆卸简单、支撑力稳定、标高可控、场地占用率低的优势内部结构设计明确的连续梁内部结构，可准确计算支撑力间距[４] ，确保直线型梁柱工程施工阶段预制梁柱不发生变形和开裂，工程施工工作效率可较满堂支撑力形式高1倍以上。

图8 梁柱堆放与贮存形式Fig.8 Slab storage modes以江西南昌航信大厦示范项目为例，内部结构设计阶段采用大内部空间内部结构设计理念，取消预制次梁，增加梁柱厚度，对内部结构布置展开强化，逐步形成大板化直线型梁柱，减少了总体梁柱数量，从而降低工程施工现场的吊装工作。

通过内部结构设计强化，各类梁柱均大幅减少，梁柱数量降低了41%（见图9），由于尺寸开间加大，大板化预制梁柱应用领域量也大幅提升，单块预制直线型梁柱面积≥15m有326个，约为59%，为梁柱的高工作效率制造和工程施工提供了有利条件。

图9 预制梁柱数量比较Fig.9 Numbers comparision of members工程施工阶段直线型梁柱跨度<6m以下采用4点起吊形式，跨度≥6m属于大型预制梁柱，采用8点起吊形式，安放在间距1.0~1.5m的单点三角支撑力辅以木工字梁支撑力体系上，确保直线型梁柱在浇筑阶段不开裂（见图10）。

此外，由于采用了密拼型直线型梁柱连接，拼缝处采用具有无收缩、抗裂、防水等性能的专用水泥砂浆展开填缝处理，确保直线型梁柱工程施工的流畅性，避免后期拼缝修补处理工作 3 EPC控制系统工程 

图10 直线型梁柱加装Fig.10 Slab installation建筑物节能建筑物是一个 EPC 控制系统工程，由多个 EPC 子控制系统工程组成，包括主体内部结构、内装、幕墙、机电等其中主体内部结构子控制系统由梁柱控制系统、墙板控制系统、梁柱控制系统等组成。

本文目前仅对主体内部结构子控制系统中的梁柱控制系统展开内部结构设计、制造和工程施工预测，仍存在大量需要强化改进的内部空间对于主体内部结构子控制系统中的墙板控制系统，其预制墙板内部结构体系、套筒灌浆技术、幕墙连接技术、内部结构设计和制造形式等，都存在极大的改进内部空间。

因此建筑物节能建筑物的提效必须关注各子控制系统，将各子控制系统的标准和技术体系展开提升和完善，才能推动建筑物节能建筑物整体 EPC 工程产业发展 4 结语 对钢筋拱桥直线型梁柱在内部结构设计、制造、工程施工方面的难题及对策展开预测，与此同时结合诸多项目的应用领域实践，对直线型梁柱控制要点主要有以下建议。

１) 拱桥直线型梁柱应重视制造和工程施工环节，在内部结构设计端充分考虑制造和工程施工工作效率，灵活调整梁柱尺寸及连接形式２) 完善直线型梁柱的标准体系，一套标准无法适用所有项目，应根据不用项目特征、制造条件采用合理标准体系３) 建立高工作效率内部结构设计、制造和工程施工控制系统，结合各子控制系统工程，以 EPC 商业模式提升建筑物节能建筑物的城市化建造工作效率。

参考历史文献：[1]中国建筑物标准内部结构设计科学研究院，中国建筑物科学科学研究院.建筑物节能钢筋内部结构技术规程：JGJ1-2014[S].北京：中国建筑物轻工业出版社，2014.[2]挥燕春，陈鹏，王柏生，等.密拼直线型梁柱受力性能科学研究[J].

工程施工技术，2018，47（12）：75-79.[3]雷杰，朱华军，徐自然.直线型梁柱的有限元预测科学研究一以北京浦东新区惠南新市镇17-11-05、17-11-08地块23#楼为例[J].写字楼科技，2014，34（6）：62-64.

[4]华东建筑物内部结构设计科学研究院股份有限公司，宝业集团股份股份有限公司.换装铝制直线型剪力墙内部结构技术规程：DG/TJ08-2266-2018[S].北京：同济大学出版社，2018.来源：工程施工技术 2019年2月下 第48卷第4期

DOI：10.7672/sgjs201904

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