大跨度預應力裝配式雙T板結構在學校建筑中的應用
摘要：預制預應力雙T板是建筑工業化的產物，深受業內人士好評和歡迎，在國內的很多省份已有眾多實際工程得以廣泛應用并建成了雙T板的相關生產體系。本文以實際項目案例，為大家介紹雙T板技術在學校項目中的具體應用。
關鍵詞：大跨度；裝配式結構；雙T板；預應力；
文章來源：上海浦凱預制建筑
一、引言
預制預應力雙T板 (以下簡稱“雙T板”)，是建筑工業化的產物，跨度一般為9~24 m，在北美地區廣泛應用于公共建筑、停車場建筑等大跨度樓(屋)蓋結構體系中。因其具有構造簡單(樓屋蓋板梁合一)、跨度大、自重輕、經濟指標好、防火、防潮、施工進度快等一系列突出優點，雙T板深受業內人士好評和歡迎。
我國曾在上個世紀60~70年代引入此體系并建成若干項目。近年來隨著裝配式建筑在全國范圍內的大力推廣應用，雙T板技術也再次進入工程界視野，目前在國內很多省份的眾多實際工程中都得到了廣泛的應用，甚至很多省份已建成了雙T板的相關生產體系。
上海浦凱預制建筑科技有限公司近期負責深化設計了一系列雙T板技術相關的項目工程，諸如倉庫、廠房、車庫等。本篇著重為大家介紹雙T板技術在學校項目中的應用。
圖1 預制預應力雙T板（簡稱“雙T板“）
二、工程概況
本項目為位于上海市楊浦區某學校，裝配式混凝土建筑為小學內2棟教學樓、1棟行政樓、1棟食堂及活動中心。此項目中總建筑面積為34491.76平方米，地上面積為25559.16平方米。項目結構類型為裝配整體式混凝土框架結構，框架抗震等級為二級。預制構件類型包括桁架預制疊合板、預制疊合梁（框架梁、次梁）、預制雙T板、預制樓梯、預制外填充墻及預制女兒墻共計6種。
根據《滬建建材[2016] 601號-預制率裝配率計算細則》的要求，本項目采用方法二進行預制率計算，方法二中樓板對預制率的貢獻由預制免模樓板面積/樓板總面積決定，梁對預制率的貢獻由預制梁總長度/梁總長決定，而雙T板是板、梁結合的預制鋼筋混凝土承載構件，其在預制率計算時可同時考慮雙T板對樓板和梁的預制率統計；此項目中各子項按設計文件計算預制率均為40%。
圖2 總鳥瞰圖
三、雙T板設計
1、雙T板技術介紹
雙T板主要應用于樓、屋蓋體系中。樓蓋結構是結構體系中的水平構件，主要功能是聯系各豎向構件、形成抗側力體系進而達到傳遞諸如地震荷載、風荷載等水平荷載的目的。樓蓋體系不僅可以承擔豎向荷載，而且可以發揮橫隔板作用(提供平面內的強度和剛度，實現傳遞水平向荷載的目的)。
根據橫隔板作用的強弱可以分為兩大類：“干式”樓蓋體系(untopped or pretopped diaph-ragm)和濕式”樓蓋體系(topped diaphragm)。前者為樓蓋只由預制板組成，由預制板和連接件來提供隔板作用；而后者則是在預制板上配置鋼筋網片后再澆筑混凝土層。在西方國家中，一般是在中、低烈度區使用干式體系而在高烈度區采用濕式樓蓋體系。我國目前通常都采用濕式樓蓋體系的做法。
雙T板應用于框架結構體系中較為成熟的技術解決方案為：預制混凝土框架+雙T板樓板體系，即為：
· 樓板采用雙T板；
· 框架梁采用現澆梁或預制疊合梁，必要時采用先張法預制預應力疊合梁；
· 框架柱采用現澆或者預制混凝土柱；
· 外墻維護采用新型建筑墻板；
雙T板主要材料為高強混凝土及預應力螺旋帶肋鋼筋或鋼絞線制作。板跨度可以達到30m，但根據運輸、吊裝等一系列要求，建議跨度控制在12~18m，運輸、施工便捷，綜合造價比較節約。雙T板單塊重量如下所示：
與廠房、倉庫等大跨度項目不同的是，本項目類型為學校，涉及到教學樓、教學行政樓、食堂及活動中心，柱距跨度基本上為6~9米，故本項目中所采用雙T板的規格尺寸有：6.450m、7.850m、7.950m、8.360m、8.450m等。
2、雙T板設計內容
PC預制構件拆分設計時需結合主體設計單位，并充分考慮預制構件生產、運輸的要求，同時結合現場易建性的原則來進行設計。此項目中標準層以雙T板及樓梯進行預制，屋頂層進行預制梁、預制疊合板及預制女兒墻的拆分。
（1）雙T板是板、梁結合的預制鋼筋混凝土承載構件，由寬大的面板和兩根窄而高的肋組成，因兼作施工底模板，便于規?；慨a，作為首選預制構件。本項目雙T板布置范圍為屋面層以下的樓層。
圖3 雙T板布置圖（部分）
圖4 雙T板構件實物
（2）雙T板與框架梁的連接：
圖5 雙T板與框架梁的設計節點1
圖6 設計節點現場圖
圖7 設計節點現場細部1
平行于雙T板處的梁邊無法滿足布置雙T板時，可在梁邊設置懸挑板（現澆板），見下圖9~圖10：
圖9 雙T板與框架梁的設計節點2現場細部
圖10 雙T板與框架梁的設計節點2
（3）雙T板安裝后應現澆厚度不小于50mm，強度不小于C30的混凝土層：
（4）當機電預埋需要在雙T板進行開洞時：
圖12 雙T板機電開洞
圖13 設備管線利用雙T板肋梁安裝
3、其他預制內容
本項目中雙T板僅布置在屋面層以下，屋面層以預制疊合梁和預制疊合板進行拆分，同時由于樓梯、預制墻及女兒墻等能夠批量生產、施工簡單，當預制率不足時，可由這些構件進行補充。
圖14 疊合板布置圖（局部）
圖15 疊合梁布置圖（局部）
圖16 預制樓梯構件
圖17 預制外墻布置圖
三、雙T板體系的顯著優勢
具有跨度大、承載力強、整體性好、底面光潔美觀等特點。雙T板的跨度一般有18m、24m、30m，空間大，非常適合廠房、倉庫、車庫、冷庫，能滿足廠房的設備工藝要求，廣泛適用于各種堂館等大跨度建筑屋面。但對于跨度不是很大的項目諸如學校、公建等類型，同樣由于如下的顯著特點（優勢）也依然適用。
圖18 雙T板項目現場全景
1、施工方便，縮短工期
雙T板作屋面減少建筑物的梁柱，簡化建筑結構；同時安裝方便，能大量減少施工支模甚至免支模等工作量（見圖19所示）；前期制作模式化，養護采用蒸汽養護，運輸至現場直接吊裝，一般從制作到吊裝不超過7天即可完成，可大大縮短工期，從而可以降低工程綜合造價。
2、耐火性較好
與鋼結構大跨度屋面相比，雙T板具有防火、耐腐蝕免維護、抗風雪和使用壽命長等優點，尤其適用于潮濕環境地區的工程項目。
3、造價低
因雙T板適于較大跨度，廠房可選用較大的跨度或柱網，借以取得較好的技術經濟效果；相對比于鋼結構，造價明顯低。
4、預制效率高
由于雙T板是預制鋼筋混凝土承載構件，在裝配式建筑結構預制率統計中，雙T板不僅涉及板的相關預制統計，同時也涉及到梁的相關預制統計，能有效提高預制率的統計。
本項目若干參與單位信息如下：
建設單位：上海市楊浦區教育局
施工單位：上海建工二建集團
施工圖設計單位：上海同設建筑設計院有限公司
PC深化設計單位：上海浦凱預制建筑科技有限公司