上海城建市政工程(集团)有限公司，上海

收稿日期：2024年5月4日；录用日期：2024年5月24日；发布日期：2024年5月31日

摘要

本文以上海地区李尔亚洲总部大楼项目中的预制混凝土构件双T板为研究对象，分析了项目所使用的预应力双T板，考虑其为满足常规跨度而突破了设计宽度，导致双T板端部出现裂缝的原因，通过对端部横梁加筋与端部顶板斜筋及内腋角位置加筋，具体为450 mm肋梁高度的双T板端部横梁(横梁100 mm高)加筋(φ^R6@100)；600 mm或800 mm肋梁高度的双T板端部横梁(横梁150 mm高)加筋，并针对加筋后的试件进行标准试验分析。结果显示，加固后试件的屈服承载力、峰值承载力、屈服跨中挠度、峰值跨中挠度都有提高，分别约为1.56倍、1.47倍、1.98倍、1.46倍。理论结合实际，提出了预应力双T板裂缝控制的具体加筋措施，为以后双T板施工积累了经验。

关键词

装配式建筑，双T板，裂缝控制，横梁加筋

Technical Research on Beam Reinforcement Method to Control End Cracks of Double T-Plates

Xiaoya Wang

Shanghai Urban Construction Municipal Engineering (Group) Co., Ltd., Shanghai

Received: May 4^th, 2024; accepted: May 24^th, 2024; published: May 31^st, 2024

ABSTRACT

Taking the prefabricated concrete component double T-plates in the Li’er Asia headquarters building project in Shanghai as the research object, this paper analyzes the prestressed double T-plates used in the project. Considering the reason why it broke through the design width to meet the conventional span , resulting in cracks at the end of the double T-plates, the end crossbeam is reinforced, and the top plate diagonal reinforcement and inner armpit corner position are reinforced. Specifically, the end crossbeam (100 mm high) of the double T-plates with a 450 mm rib beam height is reinforced (φ^R6@100); a double T-plate end beam with a height of 600 mm or 800 mm ribs (150 mm high beam) was reinforced, and standard test analysis was conducted on the reinforced specimens. The results showed that the yield bearing capacity, peak bearing capacity, yield mid-span deflection, and peak mid-span deflection of the reinforced specimens all increased, with values of approximately 1.56 times, 1.47 times, 1.98 times, and 1.46 times, respectively. Combining theory with practice, specific reinforcement measures for crack control in prestressed double T-plates have been proposed, accumulating experience for future double T-plates construction.

Keywords:Prefabricated Buildings, Double T-Plates, Crack Control, Beam Reinforcement

Copyright © 2024 by author(s) and Hans Publishers Inc.

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1. 概述

随着我国经济的高速发展，装配式建筑这种新型建筑施工模式应运而生。近年来，国家大力推行装配式建筑，装配式建筑的预制混凝土构件质量直接影响建筑物的质量 [1] [2] [3] [4] 。其中，双T板为构件中最重要的结构物之一，它是板、梁结合的预制钢筋混凝土承载构件，由宽大的面板和两根窄而高的肋组成。随着装配式建筑装配率的日益提升，双T板由现浇转为工厂预制后，大量问题暴露在了工厂端，由制梁台座在灌注混凝土时或以后出现了不均匀沉降引起 [5] ，工厂不注重制梁台座的地基处理 [6] ，或在灌注混凝土前没有对制梁台座进行预压等 [7] ，都会导致双T板裂缝的出现。上海李尔亚洲总部大楼项目使用了预制预应力双T板，在其实施过程中基于项目供应双T板的特点，尤其是肋梁部位设置预应力钢绞线是一种具有代表性的双T板，它的端部是力学最不利的薄弱位置 [8] ，因此本文基于加固前后跨中挠度的加固处理，提出控制裂缝的措施和建议。

2. 工程概况

李尔亚洲总部大楼项目位于上海市杨浦区江浦路831号。本工程总用地面积约7961.8 m²，为商业服务业、商用办公用地。是一栋地上11层、地下2层的商办综合办公楼，建筑总面积28804.5 m²，其中主楼地上建筑面积19810.8 m²，垃圾收集站80 m²，地下建筑面积8913.7 m²，建筑结构形式为装配整体式–现浇剪力墙结构。图1为李尔亚洲总部大楼竣工建筑效果。

本工程地上结构采用预制装配式结构，预制构件类型为预制柱、预制梁、双T板及预制楼梯。图2为本次工程中所用双T板实拍图。

本项目所用双T板的结构方面是与常规双T板一样，是由宽大的面板和两根窄而高的肋组成，其剖面如图3所示。其面板既是横向承重结构，又是受弯纵肋的受压区。由于受压区截面较大，中和轴接近或进入面板，受拉钢筋力臂较大，因此双T板具有良好的结构力学性能 [9] 。明确的传力层次，简洁的几何形状，是一种可制成大跨度、大覆盖面积的比较经济的承重构件。相对而言，本次突破了常规宽度的设计，所带来的双T板具有如下特性：双T板板面相对跨度而言就显得较薄，且肋梁宽度较小，一般为100 mm~210 mm，要求粗骨料的粒径不能过大，端部出现裂缝的概率较大。李尔亚洲总部大楼项目轴网为8.7 m × 8.7 m，所用双T板分为三种450 mm、600 mm及800 mm肋梁高度双T板，宽度约3 m，长度约8 m，肋梁部位设置预应力钢绞线，混凝土强度C40。

图1. 李尔亚洲总部大楼项目效果图

图2. 双T板

图3. 双T板剖面图(一)

以800 mm肋梁高度的双T板为例，板长约8 m，板宽约3 m，板厚50 mm，肋梁底部宽度120 mm，肋梁高度800 mm，肋距1500 mm。平网配筋φ^R6@100，立网配筋为φ^R6@75/100，每根肋梁布置6根φ12.7钢绞线。平网配筋与立网配筋内部结构钢筋布置图如图4、图5所示。

图4. 配筋图(一)

图5. 配筋图(二)

3. 端部裂缝特点分析

本项目双T板经由于其特殊性，经历了二次设计，采用预制构件生产厂家生产的方式进行。本项目柱网为8.7 m × 8.7 m，这种间距下的双T板较为罕见，在经过工厂试生产后运输到现场，双T板端部出现裂缝，实拍图如图6所示。

图6. 双T板裂缝图实拍

如图7所示，双T板裂缝主要存在于端部横梁加固内腋角区域，存在贯穿裂缝和非贯穿裂缝。

图7. 双T板裂缝位置示意图

本项目所用双T板最主要的原因是由于混凝土自身的收缩，以及钢绞线可能存在不同时、不均匀、未缓慢放张的情况，造成板的起拱不均匀，而再加之端部加固横梁处未设置钢筋，从而产生裂缝。

4. 加筋措施研究

1) 根据所述裂缝特点，本研究拟针对端部横梁加筋及内腋角进行加筋处理，以增加双T板自身受力性能。

其中，450 mm肋梁高度的双T板端部横梁(横梁100 mm高)加筋(φ^R6@100)。

其中，600 mm或800 mm肋梁高度的双T板端部横梁(横梁150 mm高)加筋(φ^R6@100)。

2) 端部顶板斜筋及内腋角位置加筋

图8为本次研究中双T板加筋后的示意图，图中6为端部顶板斜筋，从端部顶板斜筋放置一根φ6钢筋，长度约10 cm，倾斜角度约30˚~50˚，通过绑扎与端部横梁加筋绑扎连接 [10] 。

图8. 双T板加筋示意图

图中12为端部T板斜筋，在每一处腋角位置放置两根φ6钢筋，长度约40 cm，倾斜角度30˚~50˚，并且通过钢丝与端部平网、端部立网绑扎连接。

加筋后的试件设置了7个指标，包括抗弯刚度、开裂荷载、屈服荷载、峰值荷载、和挠度试验(含开裂跨中、屈服跨中和峰值跨中三个关键点)，参照《混凝土结构试验方法标准》GB/T 50152-2012标准试验 [11] 进行，分析加固前后双T板试件各数值变化。试验结果见表1所示。

表1. 双T板试件加固前后试验结果

由表1和图9可知，加固后的检测结果可以看到，加固后试件的屈服承载力提高了约1.56倍，峰值承载力提高了约1.47倍，屈服跨中挠度提高了约1.98倍，峰值跨中挠度提高了约1.46倍。由于未加固试件试验后存在明显裂缝，导致其初始弯曲刚度下降 [12] ，刚度恢复的程度有限，而加固后初始刚度恢复程度明显，这对双T板端部裂缝控制效果显著，有助于提升工程质量。

图9. 双T板试件加固前后跨中挠度

5. 结论

本文以上海地区李尔亚洲总部大楼项目所使用的双T板为工程案例，研究了大跨度下的双T板端部裂缝控制加筋措施。结论如下：

1) 项目突破了常规宽度的设计，所带来的双T板具有如下特性：双T板板面较薄，且肋梁宽度较小，一般为100 mm~210 mm，要求粗骨料的粒径不能过大，端部出现裂缝的概率较大。

2) 为达到控制端部裂缝的加筋加固措施，450 mm肋梁高度的双T板端部横梁(横梁100 mm高)加筋(φ^R6@100)；600 mm或800 mm肋梁高度的双T板端部横梁(横梁150 mm高)加筋。

3) 加固后，试件屈服承载力提高了约1.56倍，峰值承载力提高了约1.47倍，屈服跨中挠度提高了约1.98倍，峰值跨中挠度提高了约1.46倍。

4) 由于未加固试件试验后存在明显裂缝，加固后初始刚度恢复程度明显，对双T板端部裂缝控制效果显著。

文章引用

王晓亚. 横梁加筋方式以控制双T板端部裂缝的技术研究
Technical Research on Beam Reinforcement Method to Control End Cracks of Double T-Plates[J]. 土木工程, 2024, 13(05): 843-849. https://doi.org/10.12677/hjce.2024.135090

参考文献