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    鋼筋桁架樓承板的構造和特性

    文章出處:洲翔責任編輯:查看手機網址
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    人氣:-發表時間:2020-09-25【
    通過某大型工程實例,介紹鋼筋桁架樓承板在鋼結構建筑中應用的設計要點和施工技術,對同類工程具有一定的參考作用。某博物館地下1層,地上5層,總建筑面積66927m,建筑高度44.75m,主體結構采用內置鋼管鋼筋混凝土剪力墻-鋼桁架外挑懸掛結構。由于本工程采用大跨度懸掛結構體系,清華大學土木工程系的樓層減振體系研究結果表明,若采用壓型鋼板與輕質混凝土組合樓板,為減少人行荷載引起的樓板振動,就需布置大量的阻尼器,技術難度較大。此外,3層以上各層模板安裝作業面高度均在5m以上,最大達23m,屬于超高空作業,因此3層以上樓板采用能雙向受力、剛度較好的鋼筋桁架式壓型鋼板與普通混凝土組合樓板。

    一、鋼筋桁架樓承板的構造及特性
    1、結構構造
    鋼筋桁架樓承板是將混凝土板中的鋼筋與施工模板組合為一體,組成一個在施工階段能承受濕混凝土自重及施工荷載的承重構件,并作為鋼梁的側向支撐;在使用階段鋼筋桁架與混凝土共同工作,承受使用荷載。
    2、使用材料
    (1) 鋼筋:上下弦采用成盤供應的熱軋鋼筋HPB 235、HRB 400或冷軋帶肋鋼筋550級; 腹桿采用成盤供應的冷軋光圓鋼筋550級或650級; 桁架支座鋼筋用熱軋鋼筋HPB 235或HRB 335。
    (2)鍍鋅鋼板:底模采用0.5mm厚的鍍鋅鋼板,雙面鍍鋅量為120~180gm/m。
    (3)栓釘:為了使混凝土與鋼梁能有效地連接成整體,在鋼梁上設置了栓釘,采用專用栓釘機進
    行施工。
    鋼筋桁架樓承板橫斷面如圖所示。

    3、施工特性
    與以往的施工方法不同,在施工現場可直接將鋼筋桁架樓承板鋪設在鋼梁上,然后進行簡單的鋼筋工程便可澆筑混凝土。模板不需要架設木模和腳手架,底部鍍鋅板作為模
    板使用,不替代受力鋼筋,故不需考慮防火噴涂及防腐維護等問題,因而施工快捷,可減少現場鋼筋綁扎工作量約70%,縮短工期并節省成本。此外,鋼筋排列均勻,上下兩層鋼筋間距及混凝土保護層厚度能充分得到保證,為提高樓板施工質量創造了有利條件。

    二、鋼筋桁架樓承板的受力特點
    1、樓板的撓度
    普通的現澆鋼筋混凝土樓板,施工階段因下部支模故基本不產生撓度,待混凝土達到一定強度后拆模,在自重作用下樓板下撓,板底混凝土產生拉力甚至出現裂縫。鋼筋桁架混凝土樓板則根據臨時支撐的設置情況分別如下:
    (1設置臨時支撐:與普通現澆鋼筋混凝土樓板基本相同;
    (2)不設臨時支撐:混凝土凝固前,模板自重、混凝土重量及施工荷載全部由鋼筋桁架承受,混凝土凝固在鋼筋桁架樓承板變形下進行,樓板自重不會使板底混凝土產生拉力。
    2、樓板的承載力
    在使用階段,鋼筋桁架上下弦鋼筋與混凝土共同工作,此樓板與鋼筋混凝土疊合式樓板具有相同的受力性能,雖然受拉鋼筋應力超前,但其承載力與普通鋼筋混凝土樓板相同。

    三、鋼筋桁架樓承板的設計要點
    混凝土從澆筑到達到設計強度的過程中,樓板受力明顯不同,故應進行使用及施工兩階段的計算。
    1、使用階段
    包括樓板的正截面承載力計算、樓板下部鋼筋應力控制驗算、支座裂縫控制驗算以及撓度驗算等。樓板正截面承載力按GB 50010-2002《混凝土結構設計規范》及JGJ 95-2003《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規程》的有關規定進行計算。
    2、施工階段
    采用桁架模型,包括上下弦桿強度驗算、受壓弦桿和腹桿穩定性驗算以及桁架撓度驗算等。
    (1)當施工階段設有可靠的臨時支撐時,設計時不需進行施工階段驗算。
    (2)當施工階段不設臨時支撐時,鋼筋桁架樓承板中桁架桿件內力及模板撓度采用桁架模型計算。此階段荷載包括鋼筋桁架樓承板自重、濕混凝土重量以及施工荷載。施工荷載采用均布荷載1.5kN/m和跨中集中荷載沿板寬為2.5kN/m中較不利者,不考慮二者同時作用。
    3、計算實例
    以本工程3層夾層板為例,鋼筋桁架樓承板計算結果見表1

     四、鋼筋桁架樓承板施工技術
    1、工藝流程
    彈線一清板一吊運→布板→切割→壓合一側焊、端焊→留洞一封堵一驗收一栓釘→砌塊施工→布筋一埋件一混凝土澆筑及養護。
    2、型材連接方法
    (1)鋼筋桁架樓承板鋪設與鋼梁連接,板端頭與鋼梁熔透點焊,中間采用栓釘與鋼梁穿透熔焊;鋼筋桁架樓承板間用專用夾緊鉗咬合壓孔連接;端頭用專用鍍鋅邊模鋼板與鋼筋桁架樓承板或鋼梁點焊;典型連接方法如圖。
     
    (2)在鋼筋桁架樓承板與混凝土墻連接時,應加設角鋼,并用膨脹螺栓固定在混凝土墻上,如圖


    3、樓層標高的調整方法
    (1)當樓面層結構標高變化不一時,采取加焊Z型支架及附加鋼筋措施,使水平結構呈臺階過渡,如圖a

     
     
    (2)降低標高時,在工字梁腹板加焊Z型支架和附加鋼筋,如圖b。
    4、樓面留洞處理
    混凝土樓面板預留孔洞,開洞直徑或寬度小于100mm時可不設加強筋,混凝土澆注完畢并達到設計強度后切割洞口;開洞直徑或寬度為100~1000mm時加設加強筋。
    5、鋼桁架臨時支撐施工
    部分鋼桁架模板中間需設置臨時支撐,可根據樓層高度采用多種不同高度的門式架搭設而成,門式架間距18m,上鋪100×100木枋,如圖。


    6、輕質加氣砌塊的放置
    根據結構特點,為減少混凝土樓板的自重,板厚h≥140mm的板中需要放置輕質加氣砌塊,其容重大于8kN/m³,強度等級不低于MU5,施工時每塊砌塊下均需加設支撐鋼筋26,
    如圖所示。

    7、施工注意事項
    (1)澆筑混凝土時布料不宜太集中,采用平板振搗器及時分攤振搗。
    (2)混凝土澆筑時,在泵送開關處增設控制壓力流量表進行控制,防止較大的沖擊力和過量的混凝土對鋼樓承板結構造成影響;施工人員及設備應集中布置在主次梁部位,避免直接堆放在鋼板上和拖動而造成鋼筋桁架樓承板扭曲變形。
    (3)施工時應控制混凝土坍落度為12~15cm,且因鋼筋桁架樓承板滲水性和透氣性較差,混凝土凝結過程中板面水氣蒸發較快,澆筑后混凝土板表面的收縮變形大于板底,故加強澆水養護能防止和減少板面收縮裂縫和保證混凝土實體強度。
    (4)焊接采用熔透點焊連接,施焊前應準備邊角料引弧試焊,調整施焊電流。
    (5)鋼筋桁架樓承板吊運時采用專用軟吊索,每次吊裝時應檢查其是否有撕裂、割斷現象;鋼筋桁架樓承板擱置在鋼梁上時應防止探頭;鋪料時操作人員應系好安全帶。
    鋼筋桁架樓承板具有受力模式合理、施工便捷、安全可靠、耐火、防腐性能良好、綜合造價優勢明顯等特點,具有非常良好的發展應用前景。


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