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宗樓建筑有限公司
Zonglou Construction Co., Ltd.
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SP預(yù)應(yīng)力混凝土空心板由美國SPANCRETE公司引進(jìn)，該板跨度大，承載力高，抗震，隔音性能好。且板長可根據(jù)用戶要求任意切割，不受建筑模數(shù)限制。其主要優(yōu)點(diǎn)為:跨度可達(dá)18m，承載能力可達(dá)10kN/㎡，破壞荷載達(dá)20kN/㎡;開裂荷載超過10kN/㎡，且裂縫均勻細(xì)密;只發(fā)生延性的撓曲破壞，無脆斷，卸載后的殘余變形很小。對(duì)于滿足大開間樓蓋可以形成靈活分割的空間，實(shí)現(xiàn)豐富多變的戶型，滿足人們生活方式的多樣性具有十分重要的意義。
我國的建筑混凝土預(yù)制行業(yè)已經(jīng)走過了40多年的艱辛歷程，也曾經(jīng)有過它的輝煌，為我國的建筑業(yè)做出過不可磨滅的貢獻(xiàn)。20世紀(jì)80年代后期曾有過低水平、低層次的過熱發(fā)展，眾多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，數(shù)不清的劣質(zhì)產(chǎn)品及不平等競爭使全行業(yè)遭受了損失，混凝土預(yù)制構(gòu)件業(yè)的總產(chǎn)量逐年下降，預(yù)制行業(yè)進(jìn)入衰退期。目前，現(xiàn)澆混凝土樓板正迅速取代預(yù)制板，成為住宅樓蓋的主要形式，這種變化在大城市更為突出，部分地區(qū)甚至行政規(guī)定取消預(yù)應(yīng)力混凝土空心板屋蓋和樓蓋，統(tǒng)一采用鋼筋混凝土澆制樓蓋或屋蓋。這一規(guī)定在某種程度上避免了因采用傳統(tǒng)預(yù)制板所帶來的質(zhì)量通病，但也在極大程度上限制了SP板的應(yīng)用和發(fā)展。近幾年來，SP板雖然在我國取得了巨大發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，但在占建筑業(yè)主流市場的住宅產(chǎn)業(yè)卻應(yīng)用甚少，受上述規(guī)定限制，各地房地產(chǎn)開發(fā)公司只能采用費(fèi)工費(fèi)時(shí)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在我國近幾年來雖然取得了快速發(fā)展，但也逐漸暴露了其缺點(diǎn)。首先是結(jié)構(gòu)抗裂性能差，由于商品混凝土及泵送帶來混凝土成分和性能的變化，要求較大的流動(dòng)性和坍落度，而且粗骨料較少，粉末含量高，容易離析，且體積穩(wěn)定性差。現(xiàn)澆樓蓋雖然具有較好的整體性，但由于約束多，溫差應(yīng)力加上現(xiàn)場施工不利因素的影響，容易產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重的裂縫貫穿板底，寬度可超過1.5mm。板的裂縫及因此而引起的滲漏已成為困擾住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要原因。第二，現(xiàn)澆混凝土的施工工藝復(fù)雜，工期長，從支模板、綁扎鋼筋到澆筑混凝土、拆模板，養(yǎng)護(hù)等工藝均在現(xiàn)場完成，使得質(zhì)量和工期很難得到保證。第三，由于非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆混凝土樓板采用低強(qiáng)度等級(jí)的鋼筋及混凝土，材料用量較大，因而加大了結(jié)構(gòu)自重和造價(jià)。第四，現(xiàn)澆混凝土板跨度和承載能力有限，由于無法采用高強(qiáng)材料，非預(yù)應(yīng)力鋼筋的實(shí)心板樓蓋適用的跨度仍然有限，很難形成真正意義上的大開間樓蓋。此外，現(xiàn)澆混凝土需要較高的技術(shù)裝備，如成套組裝模板和支撐系統(tǒng)，充足的商品混凝土等等。同時(shí)，現(xiàn)澆混凝土也不符合現(xiàn)代化施工要求，現(xiàn)代化施工的重要內(nèi)容之一是工廠化，裝配化，標(biāo)準(zhǔn)化，現(xiàn)場濕作業(yè)量少且無粉塵及噪聲等環(huán)境污染，如單純強(qiáng)調(diào)現(xiàn)澆，不如說是混凝土施工技術(shù)的倒退。世界上很多發(fā)達(dá)國家建筑混凝土預(yù)制構(gòu)件在混凝土施工技術(shù)中所占比例仍然比較大，大多是現(xiàn)澆和預(yù)制相結(jié)合，是以裝配和半裝配混凝土為主要發(fā)展方向。
SP板是利用國外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和工藝設(shè)備，采用高強(qiáng)度低松弛1860級(jí)鋼絞線作為受力筋，混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)C45，使板在大跨度、重載情況下構(gòu)件的截面高度大為降低，此時(shí)構(gòu)件剛度裂縫問題可能成為樓板設(shè)計(jì)的控制條件，但由于SP板獨(dú)特的邊槽設(shè)計(jì)使得預(yù)制樓板的灌縫及面層作好后的整體作用和剛度加強(qiáng)，使得撓曲變形與計(jì)算相比成倍減小，并不影響樓板的使用功能。同時(shí)，SP板作為預(yù)制混凝土構(gòu)件在工廠制作過程中已經(jīng)越過了收縮峰值和峰期，并完成了大部分變形量，體積已基本穩(wěn)定。另外，構(gòu)件本身以預(yù)應(yīng)力抵消拉應(yīng)力，其裂縫控制性能遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。對(duì)于易出現(xiàn)滲漏的板縫，通過構(gòu)造處理和精心施工是完全可以避免的，該板在防火性能檢測試驗(yàn)時(shí)，由3塊板拼制成尺寸為4.8mX3.6m的試件，板縫僅用摻適量膨脹劑的普通水泥砂漿灌筑，板上外加荷載為18kN/㎡，在周邊無約束的情況下，板底受溫1000度1小時(shí)后，板縫仍然保持完整無損。因此，在SP板施工時(shí)，只要按照標(biāo)準(zhǔn)施工是完全可以避免出現(xiàn)板縫開裂的。
對(duì)于抗震問題，人們總有預(yù)制構(gòu)件抗震性能不好的誤解。其實(shí)，只要按現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范和施工規(guī)程執(zhí)行，同樣可以滿足各級(jí)烈度設(shè)防的要求。尤其引進(jìn)的SP板，在國外，是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各級(jí)地震烈度區(qū)。其完善的隔板體系設(shè)計(jì)理論計(jì)算方法和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，可充分保證地震水平荷載的傳遞和分配，滿足結(jié)構(gòu)安全度的要求。同時(shí)，還可在板上任意位置開孔，采取措施孔口尺寸可達(dá)1. 2m以上，可滿足各種上下管道安裝。與傳統(tǒng)預(yù)制板相比具有施工簡單，縮短工期等優(yōu)點(diǎn)，能滿足大跨、重荷、大開間樓蓋的要求，實(shí)現(xiàn)真正意義上大開間的人性化住宅。
對(duì)于高層建筑和強(qiáng)地震區(qū)，可以采用疊合式SP板，即國標(biāo)圖集99ZG408中的SPD板。施工時(shí)利用SP板作底模，在板上現(xiàn)澆混凝土而形成的疊合板樓蓋。上部現(xiàn)澆混凝土層內(nèi)配置分布鋼筋，支座處加配負(fù)彎矩鋼筋。這種疊合板不僅具有預(yù)制板施工工期短、工藝簡單，又具有現(xiàn)澆板式樓蓋整體性好的優(yōu)點(diǎn)，而且又避免了現(xiàn)澆樓蓋易產(chǎn)生的收縮裂縫和預(yù)制板樓蓋板縫處易產(chǎn)生滲漏的缺點(diǎn);同時(shí)，由于疊合層的作用使得樓蓋形成一整體，大大增加樓蓋的承載力和剛度，減少了變形撓度;沿支座周邊配置的負(fù)彎矩鋼筋，增大抗力，減小變形;另外，還可在后澆的疊合層中鋪設(shè)各種管道和埋件。
對(duì)于SP板在住宅產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，這幾年來，我國的專家學(xué)者也做了大量的應(yīng)用研究工作，取得了一定的成績，由清華大學(xué)和北京市建筑設(shè)計(jì)研究院一起完成了SP板與混凝土墻連接節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究并獲得國家專利局的認(rèn)可，使得SP板在多、高層建筑的應(yīng)用變成現(xiàn)實(shí)。目前，部分地區(qū)SP板在居住建筑中應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了零的突破，SP板應(yīng)用于住宅中大開間的客廳部分已被人們所接受，應(yīng)用SP板不僅具有施工速度快、降低房屋層高、隔音效果好的特點(diǎn)，還具有綜合造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)。在遼寧地區(qū)已用SP板建成開間為7. 5m的試用房，目前使用效果良好，但略感開間偏小，如果開間能夠達(dá)到9m使用效果會(huì)更好。
近幾年來，隨著我國政府部門對(duì)粘土磚限制使用力度的加大，混凝土砌塊得到了較大的發(fā)展，一種新的結(jié)構(gòu)體系正在形成并逐步完善，即利用SP板和混凝土小型空心砌塊配筋砌體一起組成板塊結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系可充分發(fā)揮SP板大跨度和高強(qiáng)度砌塊承重的功能，房屋的開間可達(dá)9m-12m，這也是SP板較經(jīng)濟(jì)的跨度，房屋的層數(shù)可達(dá)6-12層，對(duì)外墻門窗開洞的限制較為寬松，這些優(yōu)良的特性必將受到建筑師的歡迎。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比，具有綜合造價(jià)低、使用面積大、可進(jìn)行靈活多樣的分隔，充分實(shí)現(xiàn)以人為本的建筑思想。而且由于該結(jié)構(gòu)體系中配筋砌體剪力墻與混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)受力性能相似，即具有強(qiáng)度高、延性好、施工方便等特點(diǎn)，是與SP板匹配的承重結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)類型在國外應(yīng)用非常廣泛，尤其是在美國已形成一套完整的設(shè)計(jì)、計(jì)算體系理論，可用于多層，也可適用于高層建筑:既可在非地震區(qū)，也可在強(qiáng)地震區(qū)應(yīng)用。2001年5月份由國標(biāo)所組織的美國SP板協(xié)會(huì)和砌塊協(xié)會(huì)的專家對(duì)美國的板塊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況和設(shè)計(jì)體系理論及其計(jì)算方法作了全面的介紹，這種新型結(jié)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用必將促進(jìn)和推動(dòng)SP板的發(fā)展。
我國是一個(gè)人口眾多、土地資源缺乏的國家，人平均耕地面積只有一畝多。因此，多層建筑必將成為我國居住建筑的主流，但房屋的結(jié)構(gòu)布置將以大開間、靈活隔斷的開放式建筑為發(fā)展方向，居住的布置方式和隨著居住人口和生活習(xí)慣的不同實(shí)現(xiàn)可變性。因此，能夠真正實(shí)現(xiàn)開放式建筑夢(mèng)想的SP板與混凝土空心砌塊相結(jié)合的板塊結(jié)構(gòu)體系將是我國目前和將來居住建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，SP板必將成為實(shí)現(xiàn)我國居住建筑可持續(xù)發(fā)展的重要建筑材料之一。在SP板廣泛應(yīng)用的美國和日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，SP板的主要用戶都是開間為9m-12m的大開間居住建筑，民用建筑中的應(yīng)用量約占其生產(chǎn)總量的60%以上，這數(shù)據(jù)與我國國內(nèi)使用SP板的情況卻相差甚遠(yuǎn)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)使用SP板做住宅的比例不超過15%,究其原因:一是我國SP板引進(jìn)時(shí)間短，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)少，部分房地產(chǎn)開發(fā)商、設(shè)計(jì)院及居民用戶還不了解SP板;二是與SP板相配套的產(chǎn)品少，如抗壓強(qiáng)度高、施工速度快、結(jié)構(gòu)整體性好的混凝土砌塊未能普遍推廣應(yīng)用，以及施工方便、形式多樣的輕質(zhì)隔墻材料少;三是部分地區(qū)政府部門限制預(yù)制板在居住建筑中使用的規(guī)定.但隨著我國住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，混凝土空心砌塊的大量應(yīng)用，各種輕質(zhì)隔墻材料的開發(fā)利用以及各式各樣的建筑制品的商品化，為SP板的發(fā)展提供了廣闊的前景。天津“太平洋村”的住宅實(shí)景展區(qū)的樣板工程建筑已證明了SP板所具有的跨度大、質(zhì)量好、施工周期短、綜合造價(jià)低、應(yīng)用靈活多樣的優(yōu)點(diǎn)。這也充分證明SP板在居住建筑中廣泛應(yīng)用的可行性。
結(jié)語
目前，國內(nèi)關(guān)于SP板應(yīng)用技術(shù)僅有標(biāo)準(zhǔn)圖集和將要出版的施工手冊(cè)，其設(shè)計(jì)手冊(cè)正在編制之中，板的應(yīng)用不是十分方便和成熟，還處于起步階段。因此，還需要各級(jí)政府部門的大力支持和技術(shù)人員的配合，使我國預(yù)制構(gòu)件可持續(xù)發(fā)展，避免將來要依靠預(yù)制構(gòu)件來解決建筑業(yè)中的某些問題時(shí)，再從新組建這個(gè)行業(yè)，從而鑄成歷史性的錯(cuò)誤。