應用于裝配式鋼筋混凝土變電站的密肋夾芯樓蓋設計

李思思

【摘 要】近年，各城市住建局均逐步發布了有關裝配式建筑項目的專項規劃，為響應國家及電網公司的要求，裝配式變電站建設模式在全國迅速發展，正以不可阻擋的趨勢取代傳統建設模式，成為變電站建設的主流模式。本文結合已建成的工程，針對可適用于裝配式鋼筋混凝土變電站的密肋梁夾芯樓蓋進行分析。

【關鍵詞】裝配整體式鋼筋混凝土變電站;密肋梁夾芯樓蓋

中圖分類號： TU398.9 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）21-0027-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.012

1 工程概況

110kVxx變電站位于深圳市龍崗區坪地街道高橋地區，[1-2]站內主要布置一棟配電裝置樓，地上三層，地下一層，主變設于首層，建筑高度19.80m。配電裝置樓采用安全等級為二級的裝配整體式鋼筋混凝土框架結構，1.50m層及以下的梁板柱為現澆，其余1.50m以上梁、板、內墻、外墻采用預制構件裝配成整體的結構。

[3]對于1.5m層以上構件，柱為整體預制，梁端與柱連接節點為現澆;梁采用預制疊合梁設計，樓板采用密肋夾芯樓板，外墻采用預制外墻板，內隔墻采用ALC蒸壓加氣混凝土輕質隔墻板，樓梯板為整體預制構件。

[4]本工程采用PKPM-satwe4.0結構計算軟件進行整體模型計算。GIS室、蓄電池室等設備間及跨度較大的屋面樓蓋厚度采用280mm。計算時考慮該配電樓為裝配式體系，對構件內力考慮1.1放大系數。

由于篇幅所限，本文主要討論適用于裝配式鋼筋混凝土變電站的樓蓋形式。

2 常用的裝配式鋼筋混凝土變電站樓蓋類型

樓蓋體系是裝配式建筑的主要組成部分，其合理選型對整個建筑的工程造價和施工效率都具有重大影響。裝配整體式樓蓋結構采用“濕連接”為主要連接方式，具有較好的整體性和抗震性，本文主要討論裝配整體式樓蓋。

已有較為成熟裝配整體式樓蓋體系有常規的鋼筋桁架混凝土底模疊合板，以及本文討論的新型的裝配整體式雙向密肋夾芯樓蓋。

2.1 鋼筋桁架混凝土底模疊合板

[5]鋼筋桁架混凝土底模疊合板為利用鋼筋混凝土樓板的上層、下層縱向與連續彎折的腹筋組成的鋼筋桁架結合筋，結合預制層混凝土，組成一個在施工階段不需要模板的能承受施工荷載的結構體系。組合板分為工廠預制和現場澆筑兩部分，鋼筋桁架在工廠通過專業全自動焊接成型，澆筑混凝土養護達到強度后將其運到現場進行安裝就位，再在預制構件上澆筑疊合部分，當疊合部分凝結完成達到預期強度后與預制構件將形成一個整體，共同承受外荷載作用。

鋼筋桁架混凝土底模組合板的預制底板在工廠進行機械化流水作業，減少了施工現場的鋼筋綁扎，預制底板在施工階段可以作為操作平臺并具有充當疊合層澆筑時底模的作用，減少了施工現場部分繁瑣的模板工程。

2.2 裝配整體式密肋夾芯樓蓋

[5-6]裝配整體式雙向密肋夾芯樓蓋是在上述疊合梁的基礎上，增加夾層輕質填充物的一種新型疊合板形式。樓蓋由預制混凝土底板、現澆混凝土密肋梁、輕質填充物及現澆混凝土面層組成。工廠預制70厚混凝土底板則作為施工期整體模板，聚苯板填充物在施工過程中起著密肋梁側模的作用，通過60厚的現澆鋼筋混凝土面板實現構件“濕連接”及板面荷載傳遞，最后形成整體疊合樓板共同受力。

裝配整體式雙向密肋夾芯樓蓋的施工方法如下：工廠按圖紙鋪設混凝土模板→工廠內進行密肋梁定位放線→工廠內綁扎密肋梁鋼筋籠→工廠內對70厚混凝土底板進行澆筑→預制構件及夾層聚苯板填充物運往現場→建筑現場拼裝聚苯板作為密肋梁側模→布置預埋管線及開洞→澆筑密肋梁及60厚樓板面層→混凝土養護→形成新型裝配整體式雙向密肋梁夾芯樓蓋。具體做法如圖3所示。

結合變電站建筑跨度大，設備荷載重的特點，本工程樓板采用密肋夾芯樓蓋。

3 密肋夾芯樓蓋受力分析

對于密肋夾芯疊合樓蓋現澆面板受力及配筋設計可按常規現澆板進行設計;

樓蓋內設的聚苯板僅作為密肋梁及現澆面板支模使用，不考慮受力作用。

[6]密肋夾芯疊合樓蓋疊合板的平面內抗剪、抗拉和抗彎設計理念來源于空心樓蓋體系。對密肋梁受力情況進行分析，樓樓構件開裂之前，剪力幾乎全部由混凝土來承擔，密肋梁縱筋和箍筋的應力很低。當斜裂縫開始出現時，混凝土逐步退出工作，開裂處各箍筋開始發揮作用，鋼筋的應變開始相繼增大，出現了應力重分布現象。隨著裂縫的開展，混凝土完全退出工作，箍筋鋼筋開始成為剪力的主要承擔者，箍筋應變發生突變，隨后箍筋應變開始穩定增長。

當試件達到極限承載力時，縱向受拉鋼筋都達到了屈服應變，構件變形表現出了一定的延性，表明試件的破壞屬于彎剪破壞。

預制底板上的混凝土應變圖形顯示，遠離密肋梁的方向應變逐漸減小而后大致趨于平緩，說明預制底板在靠近密肋梁的范圍內能更多地參與密肋梁的受力，在遠離密肋梁的范圍其參與工作能力有所減弱，出現剪力滯后現象。

4 密肋夾芯樓蓋與傳統裝配式樓蓋相較優勢

（1）密肋夾芯樓蓋內設聚苯板填充物，因此，樓蓋的保溫、隔熱性能比預制實心疊合樓蓋好，作為南方炎熱地區屋面板使用時，對布置與屋面下方設備空間非常有利。

（2）密肋夾芯樓蓋通過中間設輕質材料的方式，增大構件計算高度，使材料充分發揮它的結構功能，受力性能更合理。同時輕質填充物使得樓蓋自重更輕，更適合應用于大跨度工業廠房。

（3）密肋夾芯樓蓋由于樓板內有輕質聚苯板填充物，節省混凝土用量，從而使樓蓋自重相應減輕，承擔其荷載的鋼筋也減少10%左右，豎向結構構件（墻、柱）材料也可減少8%左右，經濟性良好，符合裝配式建筑低碳、低消耗的產業理念。由于混凝土預制構件自重減輕，也方便預制件現場吊裝。

（4）針對變電站電氣設備運行中產生的震動問題，除密肋梁樓蓋本身具有的減震能力外，疊合板內填塞聚苯板材料有隔音和減震作用，可提高樓板的隔音和減震的能力，有效地減小樓板的震動

5 結論

裝配整體式密肋夾芯樓蓋是一種工廠預制底模、夾芯聚苯板與現澆面板、密肋梁相結合的新型夾芯樓蓋體系，預制板既是樓板一部分，也作為疊合板的永久性模板，減少現場支模工作量，施工簡便、施工效率高。現澆面板“濕鏈接”方式使得結構具有更好的抗震性、整體性。疊合板夾芯加入聚苯板使得樓蓋剛度大、自重輕，便于預制構件現場吊裝，適用于多高層工業與民用裝配整體式建筑物，具有良好的應用前景。

【參考文獻】

[1]《35kV～110kV變電站設計規范》GB50059-2011.

[2]《混凝土結構設計規范》GB50010-2010（2015年版）.

[3]《預制裝配整體式鋼筋混凝土結構設計規程》SJG18-2009.

[4]《建筑抗震設計規范》GB50011-2010（2016年版）.

[5]《裝配式混凝土結構連接節點構造》G310-1～2.

[6]《現澆混凝土夾信樓蓋技術規程》JGJ/T268-2012.