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[摘 要]在建筑施工的过程中钢筋桁架楼承板有着非常明显的优势,它安装的速度非常快,同时安装的方法简单,在楼板形成的過程中,具有非常好的整体性,这样也就使得其在实际的施工过程中对施工人员的要求不是很高,施工的质量也可以得到更好的保证。和其他形式的钢板楼承板相比,价格优势也十分的明显,所以该技术也成为了当今施工中广泛使用的一种技术。本文主要分析了钢筋桁架楼承板在钢结构建筑中的应用,以供参考和借鉴。
[关键词]钢筋桁架;楼承板;楼板;施工
中图分类号:TU973+.13 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0164-01
在建筑施工的过程中,压型钢板-混凝土组合楼板技术显示出了非常大的优势。这种技术在施工的过程中不需要进行楼板施工,同时施工的速度快、效率高、能够和钢结构的建设周期同步调。但是在施工中存在着楼板刚度不足和钢板的利用效率较低的情况,钢筋桁架楼承板和混凝土组成的钢筋桁架楼承板就很好的解决了压型钢板出现的一些不足或者是缺陷,同时它也使得楼板的施工质量和使用性能得到了非常显著的提升,使用的材料更具有节能环保等优良的性能,是一种质量、施工便利,同时也节能环保的施工技术。
1、钢筋桁架楼承板及其楼板的构成
1.1 钢筋桁架楼承板
将现浇混凝土楼板中的钢筋在工厂加工成钢筋桁架,在桁架端部焊接支座传力钢筋,将镀锌钢板压制成带2mm肋高的压型钢板,然后采用电阻电焊的工艺将钢筋桁架与压型钢板焊接成一体,便形成了钢筋桁架楼承板。目前,厂家可提供标准的条形板,板的宽度为576mm,板的长度不大于12m。每块板含有3个三角钢筋桁架,桁架间距188mm,桁架高度可根据板厚任意调整,其取值为楼板厚度减去上下混凝土保护层厚度。
1.2 钢筋桁架混凝土现浇板
在施工现场,将钢筋桁架楼承板的板边依次扣合,铺设在钢梁上,再将支座竖筋与梁上翼缘点焊,随后进行简单的钢筋工程,焊接栓钉,便可浇筑混凝土,形成钢筋桁架混凝土现浇板。
2、钢筋桁架混凝土现浇楼板的特点
首先,使用这种楼板可以使得绑扎施工的工作量明显减少,减少的具体数量在50%以上,所以其对缩短施工周期有着非常重要的作用。其次,钢筋桁架混凝土现浇楼板比普通的压型钢板混凝土组合楼板的厚度更小,所以它可以有效的减少建筑物自身的重量,增加室内的使用净高。钢板的整体厚度非常的小,栓钉焊接的时候更容易生产出高质量的成品,同时其底面的平整度高,美观性也非常好。再次,楼承板具有非常好的力学性能,所以在使用的过程中也不会出现非常严重的开裂现象,这种板和现浇板的防火性能没有非常明显的差别,在使用的过程中,钢板不会受到外力的作用,所以也不会产生腐蚀问题。最后,这种楼承板的钢筋设置均匀等高,同时保护层的厚度能够充分的满足使用的要求,如果对桁架的高度进行适当的调整,这种楼承板还可以承受跨度较大的结构,此外这种楼板的双向刚度差值很小,所以建筑物的抗震性能也会在这一过程中大大的得到提升,最后一点是桁架的受力分布式比较合理的,镀锌钢板的厚度相对较薄,所以其在使用的过程中,利用率也比较高,和其他的钢板组合相比,其不需要非常大的资金投入。
3、受力特征
3.1 楼板的刚度
普通的现浇钢筋混凝土楼板在实际的施工中如果达到了一定的强度后,就要进行拆模施工,而施工中,结构会受到重力的作用,楼板会出现明显的下挠现象,板底的混凝土会出现拉力,这种拉力的数值如果得不到有效的控制,就很有可能出现裂缝现象,钢筋桁架混凝土现浇楼板在实际的施工中主要会分成两种情况。第一就是设置临时的支撑,这种支撑方式和普通的现浇混凝土楼板的设置方式是基本相同的。第二种情况就是不设支撑,在混凝土完全的硬化之前,楼板的强度和刚度、以及模板和混凝土的重量都会由钢筋桁架来承担,混凝土硬化是在桁架楼承板变形的状况下进行的,所以在实际的施工中也不存在拆模后会在重力的影响下产生非常大的拉力,在永久负荷的作用下,板底的混凝土才会产生拉力,这样也会使得楼板开裂的延迟现象更加的明显,所以楼板的刚度要更大一些。
3.2 楼板的承载力
在使用的过程中钢筋桁架上下层钢筋和混凝土是完全结合在一起,这种楼板和钢筋混凝土板的受力性能是非常相似的,即使受拉钢筋的应力比较靠前,但是在承载能力方面和普通钢筋的混凝土楼板是非常相似的。
4、设计方法
4.1 使用阶段计算
使用的过程中包含着很多方面的内容,楼板下部钢筋的应力控制验算和支座裂缝控制验算,同时还要对挠度进行验算,计算公式的计算通常可以按照参考文献来进行。
4.2 施工阶段计算
4.2.1 计算内容
施工阶段计算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。混凝土达到设计强度后,当楼板上承受的施工荷载大于使用荷载、楼板下又无可靠的临时支撑时,应参照使用阶段计算方法验算此阶段楼板的强度和变形。
4.2.2 计算原则
当施工阶段设有可靠临时支撑时,设计时无需进行施工阶段验算;当施工阶段不设临时支撑时,钢筋桁架楼承板中桁架杆件的内力以及模板的挠度,采用桁架模型计算。承载能力极限状态按荷载效应基本组合,重要性系数C0取0.19。挠度采用荷载的标准效应组合计算。
施工阶段荷载包括钢筋桁架楼承板自重、湿混凝土重量以及施工荷载。施工荷载采用均布荷载为115kN/m2和跨中集中荷载沿板宽为215kN/m中较不利者,不考虑二者同时作用。
1)上下弦杆强度计算公式
式中:R为上下弦杆的应力;N为杆件轴心拉力或压力。
2)受压弦杆及腹杆稳定性计算公式:
式中:N为轴心受压构件的稳定系数,按照相关的要求,其中受压弦杆的计算长度取0.19倍的受压弦杆节点间距,腹杆的计算长度取0.17倍的腹杆节点间距;fy为钢筋抗压强度设计值。
3)桁架挠度验算
施工阶段钢筋桁架楼承板的最大挠度应按荷载的标准组合进行计算,挠度限值应该按照较小者为楼板计算跨度。
5、施工要求
5.1 施工顺序
钢筋桁架混凝土现浇板的施工应遵守以下操作程序:拟定施工计划→楼承板进场、起吊→楼承板安装→附加钢筋绑扎及管线敷设→栓钉焊接→边模安装→隐蔽工程验收→混凝土浇筑。
5.2 施工要点
5.2.1 为了能够更好的满足受力的要求,同时还要确保浇筑混凝土的时候不会出现非常严重的漏浆现象,必须要保证其可以充分满足设计的要求,在这样的情况下就会使得刚度必须要满足设计的要求,在施工的过程中一定要注意的是钢筋桁架都在钢梁上的搁置时间不能超过5天,镀锌的钢筋伸入钢梁上翼边缘的长度一定要控制在30毫米以上。
5.2.2 避免在钢筋桁架楼承板上有过大集中荷载。禁止随意切断钢筋桁架上的任何杆件。楼板开孔处,必须按设计要求设洞边加强筋及边模,待楼板混凝土达到设计强度时,方可切断钢筋桁架的钢筋。遇平面形状变化处,可将钢筋桁架端部切割,补焊端部支座钢筋后再安装。
6、结语
钢筋桁架楼承板是一种比较先进的楼板施工技术,这种生产技术有着非常大的优势,它受力非常的合理,在生产的过程中也可以体现出非常好的经济效益,适用的范围相对较广,安装的方法也比较简便,施工中不会造成非常大的污染状况,所以在施工的过程中也提高了施工的质量和水平。
参考文献
[1] 李香兰,王纯,周春枝.混凝土现浇板出现裂缝的原因及其对策[J].产业与科技论坛.2012(19).
[2] 刘萍,郭新娥.混凝土现浇板产生裂缝的原因及防治办法[J].石河子科技.2004(3).
[关键词]钢筋桁架;楼承板;楼板;施工
中图分类号:TU973+.13 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0164-01
在建筑施工的过程中,压型钢板-混凝土组合楼板技术显示出了非常大的优势。这种技术在施工的过程中不需要进行楼板施工,同时施工的速度快、效率高、能够和钢结构的建设周期同步调。但是在施工中存在着楼板刚度不足和钢板的利用效率较低的情况,钢筋桁架楼承板和混凝土组成的钢筋桁架楼承板就很好的解决了压型钢板出现的一些不足或者是缺陷,同时它也使得楼板的施工质量和使用性能得到了非常显著的提升,使用的材料更具有节能环保等优良的性能,是一种质量、施工便利,同时也节能环保的施工技术。
1、钢筋桁架楼承板及其楼板的构成
1.1 钢筋桁架楼承板
将现浇混凝土楼板中的钢筋在工厂加工成钢筋桁架,在桁架端部焊接支座传力钢筋,将镀锌钢板压制成带2mm肋高的压型钢板,然后采用电阻电焊的工艺将钢筋桁架与压型钢板焊接成一体,便形成了钢筋桁架楼承板。目前,厂家可提供标准的条形板,板的宽度为576mm,板的长度不大于12m。每块板含有3个三角钢筋桁架,桁架间距188mm,桁架高度可根据板厚任意调整,其取值为楼板厚度减去上下混凝土保护层厚度。
1.2 钢筋桁架混凝土现浇板
在施工现场,将钢筋桁架楼承板的板边依次扣合,铺设在钢梁上,再将支座竖筋与梁上翼缘点焊,随后进行简单的钢筋工程,焊接栓钉,便可浇筑混凝土,形成钢筋桁架混凝土现浇板。
2、钢筋桁架混凝土现浇楼板的特点
首先,使用这种楼板可以使得绑扎施工的工作量明显减少,减少的具体数量在50%以上,所以其对缩短施工周期有着非常重要的作用。其次,钢筋桁架混凝土现浇楼板比普通的压型钢板混凝土组合楼板的厚度更小,所以它可以有效的减少建筑物自身的重量,增加室内的使用净高。钢板的整体厚度非常的小,栓钉焊接的时候更容易生产出高质量的成品,同时其底面的平整度高,美观性也非常好。再次,楼承板具有非常好的力学性能,所以在使用的过程中也不会出现非常严重的开裂现象,这种板和现浇板的防火性能没有非常明显的差别,在使用的过程中,钢板不会受到外力的作用,所以也不会产生腐蚀问题。最后,这种楼承板的钢筋设置均匀等高,同时保护层的厚度能够充分的满足使用的要求,如果对桁架的高度进行适当的调整,这种楼承板还可以承受跨度较大的结构,此外这种楼板的双向刚度差值很小,所以建筑物的抗震性能也会在这一过程中大大的得到提升,最后一点是桁架的受力分布式比较合理的,镀锌钢板的厚度相对较薄,所以其在使用的过程中,利用率也比较高,和其他的钢板组合相比,其不需要非常大的资金投入。
3、受力特征
3.1 楼板的刚度
普通的现浇钢筋混凝土楼板在实际的施工中如果达到了一定的强度后,就要进行拆模施工,而施工中,结构会受到重力的作用,楼板会出现明显的下挠现象,板底的混凝土会出现拉力,这种拉力的数值如果得不到有效的控制,就很有可能出现裂缝现象,钢筋桁架混凝土现浇楼板在实际的施工中主要会分成两种情况。第一就是设置临时的支撑,这种支撑方式和普通的现浇混凝土楼板的设置方式是基本相同的。第二种情况就是不设支撑,在混凝土完全的硬化之前,楼板的强度和刚度、以及模板和混凝土的重量都会由钢筋桁架来承担,混凝土硬化是在桁架楼承板变形的状况下进行的,所以在实际的施工中也不存在拆模后会在重力的影响下产生非常大的拉力,在永久负荷的作用下,板底的混凝土才会产生拉力,这样也会使得楼板开裂的延迟现象更加的明显,所以楼板的刚度要更大一些。
3.2 楼板的承载力
在使用的过程中钢筋桁架上下层钢筋和混凝土是完全结合在一起,这种楼板和钢筋混凝土板的受力性能是非常相似的,即使受拉钢筋的应力比较靠前,但是在承载能力方面和普通钢筋的混凝土楼板是非常相似的。
4、设计方法
4.1 使用阶段计算
使用的过程中包含着很多方面的内容,楼板下部钢筋的应力控制验算和支座裂缝控制验算,同时还要对挠度进行验算,计算公式的计算通常可以按照参考文献来进行。
4.2 施工阶段计算
4.2.1 计算内容
施工阶段计算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。混凝土达到设计强度后,当楼板上承受的施工荷载大于使用荷载、楼板下又无可靠的临时支撑时,应参照使用阶段计算方法验算此阶段楼板的强度和变形。
4.2.2 计算原则
当施工阶段设有可靠临时支撑时,设计时无需进行施工阶段验算;当施工阶段不设临时支撑时,钢筋桁架楼承板中桁架杆件的内力以及模板的挠度,采用桁架模型计算。承载能力极限状态按荷载效应基本组合,重要性系数C0取0.19。挠度采用荷载的标准效应组合计算。
施工阶段荷载包括钢筋桁架楼承板自重、湿混凝土重量以及施工荷载。施工荷载采用均布荷载为115kN/m2和跨中集中荷载沿板宽为215kN/m中较不利者,不考虑二者同时作用。
1)上下弦杆强度计算公式
式中:R为上下弦杆的应力;N为杆件轴心拉力或压力。
2)受压弦杆及腹杆稳定性计算公式:
式中:N为轴心受压构件的稳定系数,按照相关的要求,其中受压弦杆的计算长度取0.19倍的受压弦杆节点间距,腹杆的计算长度取0.17倍的腹杆节点间距;fy为钢筋抗压强度设计值。
3)桁架挠度验算
施工阶段钢筋桁架楼承板的最大挠度应按荷载的标准组合进行计算,挠度限值应该按照较小者为楼板计算跨度。
5、施工要求
5.1 施工顺序
钢筋桁架混凝土现浇板的施工应遵守以下操作程序:拟定施工计划→楼承板进场、起吊→楼承板安装→附加钢筋绑扎及管线敷设→栓钉焊接→边模安装→隐蔽工程验收→混凝土浇筑。
5.2 施工要点
5.2.1 为了能够更好的满足受力的要求,同时还要确保浇筑混凝土的时候不会出现非常严重的漏浆现象,必须要保证其可以充分满足设计的要求,在这样的情况下就会使得刚度必须要满足设计的要求,在施工的过程中一定要注意的是钢筋桁架都在钢梁上的搁置时间不能超过5天,镀锌的钢筋伸入钢梁上翼边缘的长度一定要控制在30毫米以上。
5.2.2 避免在钢筋桁架楼承板上有过大集中荷载。禁止随意切断钢筋桁架上的任何杆件。楼板开孔处,必须按设计要求设洞边加强筋及边模,待楼板混凝土达到设计强度时,方可切断钢筋桁架的钢筋。遇平面形状变化处,可将钢筋桁架端部切割,补焊端部支座钢筋后再安装。
6、结语
钢筋桁架楼承板是一种比较先进的楼板施工技术,这种生产技术有着非常大的优势,它受力非常的合理,在生产的过程中也可以体现出非常好的经济效益,适用的范围相对较广,安装的方法也比较简便,施工中不会造成非常大的污染状况,所以在施工的过程中也提高了施工的质量和水平。
参考文献
[1] 李香兰,王纯,周春枝.混凝土现浇板出现裂缝的原因及其对策[J].产业与科技论坛.2012(19).
[2] 刘萍,郭新娥.混凝土现浇板产生裂缝的原因及防治办法[J].石河子科技.2004(3).