[其他]现场叠层生产的预应力钢筋混凝土拱形屋面板

说明书

本发明属建筑工程的屋面结构

用预制的预应力钢筋混凝土“板架合一”的大板作建筑物的屋面，由于其力学性能好、结构功能合理、节省原材料，所以发展很快，板型种类很多，如折板、各种壳板、拱板等。但是，这些大板都必须在固定的预制场地或工厂用特制的预应力台座和模具进行生产，然后再用专门的运输工具运往工程现场进行拼装和安装才能使用。采用这些大板作屋面，虽然大板本身的材料能节省一些，但先张预应力台座的投资和大型大板构件的运输，仍然要大量增加工程造价。尤其是大体型大板构件的运输往往要遇到很大的困难，在我国现实条件下更是如此。

常用的“马鞍形壳板”。其结构形式很好，预应力钢筋的交叉配置也非常合理，但它的缺点是只能在固定的场地或工厂，用先张预应力工艺在单个构件的独立台座上进行短线预应力张拉才能生产。虽然在跨度小于12米时也能重叠生产，但跨度稍大就只能单块生产，而且成型工艺复杂。在运往现场使用时，无论临时堆放或正式安装的支座，都必须是曲线型的。所以采用这种大板，限制条件很多，不能得到理想的经济效果。

折叠“折板”。是一种使用范围很广的屋面板。它的生产工艺较合理，先采用叠层生产的办法，在预应力长线台座上并排生产二块用横向钢筋联结在一起的钢筋混凝土平板，在混凝土达到强度后，剪断纵向预应力钢丝，然后逐层将二块混凝土平板折叠起来，运往工程现场使用。但它的缺点仍然是必须在固定的预应力台座上用先张预应力工艺生产；进行半成品构件的运输；预制折线支座，用以控制折板的形状；折板的屋面上打开以后，要进行严格的灌缝处理，才能成为一个完整的受力构件。所以，这种大板的整个施工工序复杂，操作技术要求很高，建筑造型也不够美观。

预制的预应力槽形拱板（苏联的KC大板）这种大板的力学性能很好，能充份发挥混凝土受压、钢筋受拉的特性，跨度可以作的很大。但是它的缺点也仍然是必须在预制工厂用先张预应力张拉钢筋，在特制的钢模中成型。然后用专门的运输工具运往工程现场使用。它不仅不能重叠生产，也不能叠层运输和堆放，占用的生产、堆放场地很大。所以，它虽然板型好，但使用仍然受生产、运输、堆放条件的限制，造价很高。

因此，当前使用的这些大板，无论板型和生产工艺，都需要继续研究改进。

本发明的目的是以取消大型大板构件的运输为主要目标，把合理的结构型式与简单方便的生产工艺有机的结合起来，创造出能在使用现场叠层生产、直接吊装使用的新的板型，以便得到最好的经济效果。

更具体的说，就是要在深入研究叠层生产理论，掌握叠层生产规律的前提下，把受力形式非常合理的“板架合一”预应力大板，都设计成能重叠生产的结构形式，并采用后张预应力的办法进行配筋，以便最大限度的减少生产占地面积和简化生产台座，达到能在工程使用现场按吊装位置的要求，灵活布置简易生产台座，使既将生产出来的构件，能不经运输就可直接吊装使用的目的。这样就可以大量节约先张预应力生产台座的投资和节省全部大型构件的运输费。

本发明的关键技术是要按前述目的，设计出能够叠层生产的大板板型和具体解决这些大板的成型工艺，以及为实施叠层生产需要解决的二个具体问题，即：后张预应力钢筋在重叠生产构件中的配置方法和重叠生产构件中吊钩的设置办法。

叠层生产大板截面形状的设计：

把一些简单的平面构件或单一的曲线或折线构件逐层叠合起来生产是很容易的，但是，要把一些能满足各方面力学性能要求，形状复杂的大板结构，在纵、横两个方向都紧密的叠合在一起生产，并使生产出来的每个构件都跨度相等，形状相同、各个部位的尺寸都完全一样，就必须深入研究重叠生产的规律，严格掌握设计原则，即：当截面为曲面时，截面的上表面和下表面的曲率必须相同；当截面为折平面时，截面的上表面和下表面的折点必须在同一条垂线上；对整个构件的任意一点作垂线，构件上表面和下表面与该垂线相交的两点的距离是一个常数，该常数就是构件叠层生产的厚度，也就是生产时每次模板垂直提升的高度。

上述三点，统称为设计叠层生产构件时必须遵循的“等高提升”原则。构件的设计，无论对任何一点而言，都必须满足这一原则，否则，设计出来的构件在实际生产时，就重叠不起来。

叠层生产大板后张预应力钢筋的设计：