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钢筋桁架楼承板在展览馆工程中的施工及应用

发布时间:2019/09/03 点击量:
随着社会经济的快速发展,我国对城市建设的要求也越来越高,不仅对建筑的美学效果、建筑成本、工期等提出高标准,同时对建筑的建造过程也有了更高要求。在这种提倡绿色环保搞建设的大环境下,传统的建筑楼板—现浇钢筋混凝土楼板,在某些工程实践中也出现了局限性,于是,新的楼板方式应运而生。
 
在中国,比较早使用的是组合压型钢板,这种楼板减少了现场的模板工程,施工速度快,对节约工期、降低工程成本起到了一定的作用。但组合压型钢板的缺点也是显而易见的,其板肋较高,楼板结构层厚度大,使建筑物净高减小,直接导致建筑整体成本增加;楼板下表面呈波浪形,板底不平整、不美观,楼板双向刚度不一致,只能单向受力,抗震性能较差。
 
另外,压型钢板在使用阶段仍与混凝土楼板一道,承担着建筑物的荷载,这对压型钢板的抗火、防腐等提出了考验,影响到建筑物的耐久性。而由钢筋桁架模板与现浇混凝土组成的钢筋桁架楼承板不但解决了压型钢板混凝土组合楼板的缺陷,而且提高了楼板施工质量和使用性能,施工速度更快,是一种较为理想的节能节材、环保楼板体系。
 
在施工现场,可以将自承式钢筋桁架模板直接铺设在钢梁上,然后进行简单的钢筋绑扎工作,便可以浇筑混凝土,提高了楼板施工效率,而且可以做成双向、预应力等形式。由于其优良的性能,近年来在实践工程中得到了很快推广应用。
 
本工程是某展览馆,地下一层,地上两层,工程建筑面积约6800㎡,采用瑞士现代风格,充满时尚、简约、前卫。该建筑结构抗震等级为二级,安全等级为二级,耐火等级为二级,设计使用年限为50年。结构类型为钢框架结构,采用钢筋桁架楼承板和C30混凝土组成现浇楼板,板厚分别为130mm和150mm。
 
一、什么是钢筋桁架楼承板
 
1、组成
 
钢筋桁架楼承板是由钢筋桁架和镀锌钢板组成。其中,钢筋桁架主要由上、下弦钢筋和腹杆钢筋组成,在工厂加工完成,并在桁架端部焊接支座传力钢筋,然后将镀锌钢板压制成带2mm肋高的压型钢板,采用电阻电焊的工艺将钢筋桁架与压型钢板焊接形成了钢筋桁架楼承板。
 
在本工程中,根据楼板厚度不同,采用两种型号的钢筋桁架楼承板,具体情况见表1。底模钢板的厚度均为0.5mm,屈服强度不低于260N/m㎡,镀锌层两面总计不少于120g/m㎡。
 
钢筋桁架楼承板示意图
图1 钢筋桁架楼承板示意图

钢筋桁架楼承板参数
表1 钢筋桁架楼承板参数
 
2、受力特性
 
普通现浇钢筋混凝土楼板,因下部支撑模板体系,施工阶段的荷载全部由支撑模板来承担,现浇楼板基本没有挠度,待混凝土达到一定强度后拆模,在自重作用下,楼板下挠,板底混凝土将会产生拉应力、甚至出现裂缝。而采用钢筋桁架楼承板,在混凝土结硬前,楼板强度和刚度即是钢筋桁架的强度和刚度,钢筋桁架模板自重、湿混凝土重量及施工荷载全由钢筋桁架承受。
 
混凝土结硬是在钢筋桁架模板逐渐变形下进行的,所以楼板自重不会使板底混凝土产生拉应力,只有除楼板自重以外的永久荷载及楼面活荷载作用下,板底混凝土才产生拉应力。这样,楼板开裂延迟,楼板的整体刚度要比普通现浇混凝土楼板大。
 
在使用阶段,钢筋桁架上下弦钢筋和腹杆钢筋与混凝土一起共同工作,此楼板与钢筋混凝土叠合式楼板具有相同的受力性能,虽然受拉钢筋应力超前,但其承载力与普通钢筋混凝土楼板相同。
 
而作为现浇混凝土时板底模板的的镀锌钢板厚度较薄,而且考虑经济性,钢板下部可不做防火处理,计算楼板承载力时不考虑钢板的作用。但在正常使用情况下,底部钢板的存在增加了楼板的刚度,改善了楼板下部混凝土的受力性能。
 
3、特点
 
与传统现浇混凝土楼板和压型组合钢板相比,钢筋桁架楼承板具有以下特点:
 
1)减少现场钢筋绑扎工作量。由于钢筋桁架是在工厂完成,可以更有效保证钢筋绑扎质量,据相关资料,可减少现场钢筋绑扎工作量60%~70%,进一步缩短工期;
 
2)模板底部基本平整,比普通压型组合楼板的厚度减少约50mm,增加室内净高;
 
3)钢板厚度仅0.5mm,易保证栓钉焊接质量;
 
4)楼板的双向刚度相近,有利于建筑物抗震;
 
5)防火性能与现浇楼板基本相当。钢板仅作为施工阶段时的模板使用,不参与使用阶段受力,不需考虑防腐问题;
 
6)钢筋桁架受力模式合理,镀锌钢板的厚度薄,利用率高,综合造价比普通压型组合楼板低;
 
7)能够保证上、下层分布钢筋的间距及混凝土保护层厚度;
 
8)由于钢筋桁架模板的主要工作是在加工厂完成,能够更好的加强现场文明施工和“绿色”建造,为实现“五节一环保”的工程目标打下坚实基础。
 
4、设计计算
 
钢筋桁架楼承板的设计计算,主要包括施工阶段计算和使用阶段计算。其中,使用阶段不考虑底部钢模板的作用,计算方法与普通现浇楼板相同,主要包括正截面承载力验算、楼板下部受力钢筋应力控制验算、支座裂缝计算和楼板挠度验算,相关计算方法可参见文献。
 
施工阶段的设计计算主要包括上下弦杆强度验算、受压弦杆和腹杆稳定性验算以及桁架挠度验算。施工阶段若有临时支撑,可不进行施工验算;若无临时支撑,钢筋桁架楼承板中杆件的内力以及模板的挠度采用钢筋桁架模型进行验算,即在施工阶段,不考虑钢模板的受力,施工荷载、自重及湿混凝土重量全部由钢筋桁架来承担。
 
二、钢筋桁架楼承板施工工艺
 
1、工艺流程
 
钢筋桁架楼承板的施工工艺流程如下:钢筋桁架模板吊装→钢筋桁架模板铺设→预留洞口放线定位及弯直预留钢筋→预留洞口封边模→支座竖筋焊接→栓钉焊接→清理垃圾→绑扎板底钢筋→管道安装→绑扎板顶钢筋→整体验收→浇筑混凝土→混凝土达到强度后切割预留洞口钢筋桁架→预留洞口侧边补平。
 
钢筋桁架楼承板主要施工工序现场图
图2 主要施工工序现场图
 
2、质量控制
 
1)严格控制进场产品的规格、型号和尺寸,以及产品合格证书;
 
2)钢筋桁架模板应以安装单元为单位成捆运至现场,每捆钢筋桁架模板按照钢结构生产厂家提供的布置图按照铺装顺序叠放整齐;
 
3)钢筋桁架楼承板在吊放于梁上时应以缓慢速度下放,切忌粗暴的吊放动作,严禁直接使用钢丝绳捆绑起吊。起吊要平稳,不能倾斜,以防滑落伤人;
 
4)铺设前对弯曲变形的钢筋桁架模板应进行矫正,安装前,应在梁上标出钢筋桁架模板铺放的位置线;
 
5)固定钢筋桁架模板时,在侧向与钢梁搭接处,或钢筋桁架模板与钢筋桁架模板侧向搭接处,均须在跨间或90cm间距(取小值)即需有一处侧接固定(采用焊接或嵌扣夹),钢筋桁架模板与钢梁的连接可采用角焊塞焊连接;
 
6)钢筋桁架模板与钢筋桁架模板之间采用夹紧器咬合连接。板缝咬口点间距不得大于板宽度的1/2且不得大于400mm,整条缝咬合的应确保咬口平整,咬口深度一致,所有的板与板、板与构件之间的缝隙不能直接透光,所有宽度大于5mm的缝应采用砂浆、胶带等堵住,避免漏浆;
 
7)工地现场所需钢筋桁架模板的切割工作,均应使用等离子切割机,避免破坏钢板表面镀层处理。如使用氧气乙炔切割,则应于切割口边缘涂上富锌粉防锈漆,以免锈蚀;进行水电、通风管道施工时,由专业钢筋桁架模板施工人员进行切洞,切割后应按要求进行洞口的防护;
 
8)钢筋桁架模板的安装,应注意控制模板支座竖筋焊接质量、栓钉是否按设计要求施工以及模板切割处的洞口处理等;
 
9)浇筑混凝土时,应避免混凝土堆积过高,以及浇注时混凝土泵的冲击力,防止钢筋桁架模板施工过程中形成应力集中,造成不良后果。本工程中,浇筑混凝土时控制堆积高度不超过两倍板厚。
 
作为一种先进的楼板施工技术,钢筋桁架楼承板在展览馆项目工程中充分发挥了其优势,即楼板受力合理、生产效率高、安装方便、施工工期短、经济效益好以及绿色环保等,对保质保量、按期完成该项目工程提供了极大的技术支撑。
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