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神奇的PK疊合板

2014年04月09日

1、簡介

“耕者忘其犁，琴者忘其弦。朝聞PK板，夕賣祖宗田。”但凡在章丘見過PK疊合板的人，無不被她的魔力所深深吸引。這種魔力來自何方？本文試圖解密這種神秘的PC構(gòu)件。

PK是中文“拼裝、快速”的首寫字母，PK疊合板的全稱為PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板，俗稱PK板，是一種新型疊合樓蓋產(chǎn)品。它由重慶大學(xué)校長周緒紅教授、湖南大學(xué)吳方伯教授以及山東萬斯達(dá)集團(tuán)有限公司歷經(jīng)七年時(shí)間研究完成，該技術(shù)獲得了“2008年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)”，2010年3月首次在章丘實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。目前在濟(jì)南、北京、紹興、吉林、合肥、聊城等地?cái)M設(shè)15個(gè)生產(chǎn)基地。PK疊合板技術(shù)于2012年為新加坡建設(shè)局認(rèn)可并引進(jìn)，在中國新型建筑工業(yè)化浪潮中成為第一種出口到發(fā)達(dá)國家的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)。它具有節(jié)省鋼筋、混凝土、模板和支架等許多特點(diǎn)，性能優(yōu)異，是建筑產(chǎn)業(yè)化中具有極高性價(jià)比的預(yù)制混凝土疊合構(gòu)件。

2、機(jī)理

PK疊合板是一種新型裝配整體式預(yù)應(yīng)力混凝土樓板。它是以倒“T”形預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制帶肋薄板為底板，肋上預(yù)留橢圓形孔，孔內(nèi)穿置橫向非預(yù)應(yīng)力受力鋼筋，然后再澆筑疊合層混凝土從而形成整體雙向受力樓板，如圖1所示。

圖1 PK疊合板構(gòu)造

PK疊合板的預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強(qiáng)消除預(yù)應(yīng)力螺旋肋鋼絲，混凝土強(qiáng)度等級為C40~C50，具有較高的承載力、剛度及抗裂性能。施工階段板底不需設(shè)置豎向支撐，預(yù)制構(gòu)件單向簡支受力，使用階段疊合樓板整體雙向受力，是二次受力的預(yù)應(yīng)力混凝土雙向疊合樓板。

3、誕生

在民用建筑方面，我國從1957年開始生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力薄板裝配整體式構(gòu)件。70年代我國預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制小梁與現(xiàn)澆板相結(jié)合的混凝土疊合式屋面得到發(fā)展。工業(yè)建筑方面，1958年預(yù)應(yīng)力疊合式吊車梁在我國得到積極推廣。我國有色冶金多層工業(yè)廠房，從1964年起開始廣泛采用裝配整體混凝土疊合式結(jié)構(gòu)。90年代疊合結(jié)構(gòu)體系又發(fā)展成高效預(yù)應(yīng)力混凝土疊合結(jié)構(gòu)。雖然疊合結(jié)構(gòu)有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但還是存在著自重較大、運(yùn)輸易折斷，跨中需要設(shè)置支撐等缺點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高疊合板的性能，重慶大學(xué)校長周緒紅與湖南大學(xué)吳方伯教授聯(lián)合山東萬斯達(dá)集團(tuán)有限公司歷經(jīng)七年時(shí)間研制完成了PK裝配整體式結(jié)構(gòu)快裝建筑體系。其中對疊合板進(jìn)行的改進(jìn)與創(chuàng)新，主要有：(1) 將預(yù)制底板變薄；(2) 帶肋；(3) 肋與底板交界處留孔，施工時(shí)在孔中穿非預(yù)應(yīng)力鋼筋與管線，使單向疊合板成為雙向疊合板，進(jìn)一步改善疊合板的受力性能；(4) 提高了疊合面的粘結(jié)力和咬合力；(5) 3.9m跨度內(nèi)不需設(shè)置支撐。這種改進(jìn)的疊合板被稱為“PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板”。

第一代PK疊合板為單肋，板寬500mm，手工生產(chǎn)。

第二代PK疊合板為雙肋預(yù)留矩形孔洞，板寬1000mm，可進(jìn)行半機(jī)械化生產(chǎn)。

第三代PK疊合板為雙肋預(yù)留橢圓形孔洞，板寬1000mm，機(jī)械化長線生產(chǎn)，效率大大提高。

第四代PK疊合板板寬可達(dá)2500mm并實(shí)現(xiàn)無級調(diào)整，進(jìn)一步提高了安裝效率。

4、特點(diǎn)

（1） PK疊合板采用帶肋薄板構(gòu)件，底板厚度為30mm，是國際上厚度最薄的疊合板，它采用高強(qiáng)材料，與傳統(tǒng)平薄板預(yù)制構(gòu)件比具有質(zhì)量輕、剛度大、承載能力高、抗裂性能好等特點(diǎn)，使疊合預(yù)制構(gòu)件放張后反拱小或無反拱，易于運(yùn)輸和安裝，在疊合施工過程中可免去大部分的支撐和模板，簡化了施工。

（2)整體性好。帶肋預(yù)制構(gòu)件突出的截面部分使新老混凝土的粘結(jié)面積增大，長形孔及穿孔筋又大大增加了機(jī)械咬合力，從而有效的提高了疊合面的抗剪能力，采用自然粗糙面就能保證疊合結(jié)構(gòu)的共同工作性能，使PK疊合板變形小，剛度大，從而克服了預(yù)制裝配式樓蓋整體性差、不利于抗震的缺點(diǎn)。

（3)由于采用了高效預(yù)應(yīng)力技術(shù)，抗裂性能大大提高。

（4)在凸出的板肋底部預(yù)留一定間距和尺寸的長方形孔，無需在預(yù)制構(gòu)件中配置兩側(cè)伸出的橫向鋼筋，而可根據(jù)設(shè)計(jì)需要在預(yù)留長方形孔間穿置橫向非預(yù)應(yīng)力鋼筋實(shí)現(xiàn)雙向配筋，從而實(shí)現(xiàn)樓板的雙向受力。通過穿孔鋼筋的傳力使單向板變?yōu)殡p向板，與單向板相比，傳力更加合理，可承受更大的荷載，且撓度減小，延性增加。

（5)綜合經(jīng)濟(jì)效益提高。該項(xiàng)技術(shù)無需模板和支撐，施工方便快捷，工期短，效率高，節(jié)省勞動(dòng)力，比現(xiàn)澆樓蓋節(jié)省1/3以上工期；同時(shí)由于采用了高強(qiáng)材料，節(jié)省了鋼材。通常每平方米可節(jié)約鋼材4kg左右，木材0.01m3，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

5、參數(shù)

（1）疊合板的跨度靈活多樣，常用為2.1m～6.6m，特殊跨度可達(dá)9m。

（2)疊合板的荷載適用性較強(qiáng)，除預(yù)制帶肋薄板和疊合層自重外，其允許附加荷載可為每平方2.0kN～10.0kN，能夠滿足多種不同荷載要求的建筑需要。

（3)疊合板的標(biāo)志寬度以1000mm為主，輔以400mm、500mm寬度，截面形式為雙（單）T形肋，板厚可根據(jù)受力及構(gòu)造需要進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)時(shí)可靈活選用。

（4)預(yù)制構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級為C40～C50。

（5)鋼筋級別：受力筋采用1570MPa的消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲（ФH4.8），構(gòu)造鋼筋采用冷拔低碳鋼絲（Фb4.0）及HRB400級鋼筋。

(6)耐火極限不小于1.5h。

6、標(biāo)準(zhǔn)

PK疊合板的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《預(yù)制帶肋底板混凝土疊合樓板技術(shù)規(guī)程》，JGJ/T 258-2011。

山東省標(biāo)準(zhǔn)圖集為《PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板》，圖集號：L10SG408。

華北標(biāo)BGZ系列專項(xiàng)圖集《PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板》，圖集號：13BGZ2-1。

這些標(biāo)準(zhǔn)和圖集針對PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收都做了明確具體的規(guī)定。

7、案例

PK預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板在國家住宅產(chǎn)業(yè)化示范城市——濟(jì)南的積極宣傳和推廣下，已大量應(yīng)用于工業(yè)廠房、辦公樓、民用住宅等工程，總計(jì)使用面積超過100萬平方米。代表工程有：山東政法學(xué)院辦公樓工程、山東濟(jì)陽縣派出所工程、三箭匯福山莊、山東省文化藝術(shù)中心文化大劇院、濟(jì)南西客站片區(qū)安置三區(qū)中小學(xué)工程產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)項(xiàng)目、濟(jì)水上苑等。