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装配式钢结构建筑楼板体系形式

发布时间:2019/09/09 点击量:
随着钢结构建筑的快速发展,而传统现浇板的发展相对落后,其施工速度影响了整个项目的工程进度。同时,由于现浇板的施工仍需要大量的模板和脚手架,这和钢结构的现场施工管理的要求产生巨大的偏差,从而使整个施工环节产生不匹配的现象。楼板已经成为制约钢结构建筑建设速度的重要因素。
 
最近一些年来,涌现出不同的楼板体系形式,目前已经在工程中被广泛应用。下面大家就来先容一下这些楼板体系的优缺点及其发展演变过程,并对楼板体系的选用提出了建议。通过不断地完善和改进,可以研究开发出一种适合钢结构建筑的楼板体系。
 
一、楼板体系类型
 
1、压型钢板楼板
 
无需支模、拆模,能提供施工平台的压型钢板开口板在工程中进行了应用,其仅作为施工阶段模板使用,属于较久性模板,只验算施工阶段受力,在使用阶段不参与结构受力。可不考虑防火措施,但楼板整体厚度须满足规范要求(防火要求),即压型钢板板肋上部混凝土厚度须达到80mm(图1)。
 
压型钢板开口板
图1 压型钢板开口板
 
直接导致建筑整体成本增加。楼板下表面呈波浪形,板型板肋高,限制了板厚及建筑物净高,不宜在板底不平整、不美观,楼板双向刚度不一致,抗震性能差,对于酒店、住宅等项目必须做吊顶。钢筋绑扎繁琐,钢筋间距不易保证,下部受力钢筋需要现场手工焊接短钢筋,效率缓慢,保护层厚度不易控制。
 
单向板设计,只能通过增加整体钢板厚度才能满足较大跨度楼板施工阶段受力,造成材料浪费;双向板施工不便,必须牺牲肋高以下混凝土及板厚。管线敷设施工时,垂直与板肋敷设须放置在板肋上部,对于板厚较小的楼板会影响到上部钢筋施工空间。
 
虽然单板的价格低廉,但是由于其施工繁琐,所需人工量大,综合造价反而偏高,经济效率低。考虑以上存在因素,改进了普通开口板,在镀锌钢板上增加剪力槽,通过混凝土的握裹作用,形成两者的共同作用。
 
压型钢板闭口板由板肋提供竖向刚度,通过板肋形状与抗剪槽提供水平抗剪承载力,必须保证宝马娱乐在线112222与混凝土紧密连接,通过调整厚度以调整宝马娱乐在线112222刚度,使压型钢板在使用过程中参与楼板的受力,代替下部受力钢筋,从而节省了混凝土中钢筋的用量(图2)。
 
压型钢板闭口板
图2 压型钢板闭口板
 
肋较高,楼板结构层厚度大,使建筑物净高减小,高层及超高层建筑中应用,且板底呈波浪形,双向刚度不一致,抗震性能差,容易造成楼板开裂。压向钢板设计代替板底受力钢筋时,存在极大的火灾安全隐患,受力的钢板处于迎火面,直接接触火焰,极易形成高温。
 
一是使高温钢板强度减弱或消失;二是混凝土中的结晶水形成蒸汽并高压迫使钢板鼓包,钢板与混凝土将发生滑移和脱离,钢板与混凝土无法再共同工作,钢板代替受力钢筋的作用也随即消失,楼板在受力的情况下将被破坏。
 
现场钢筋绑扎繁琐,钢筋间距及混凝土保护层厚度不易控制,需现场焊接短钢筋以控制保护层,采用垫块时施工质量难以保证。单向板设计,只能通过增加整体钢板厚度才能满足较大跨度楼板施工阶段受力,造成材料浪费;双向板施工不便,必须牺牲肋高以下混凝土及板厚。
 
管线敷设施工时,垂直与板肋敷设须放置在板肋上部,对于板厚较小的楼板会影响到上部钢筋施工空间。施工繁琐,所需人工量较大,综合造价较高。
 
2、钢筋桁架宝马娱乐在线112222
 
钢筋桁架宝马娱乐在线112222与普通的非组合压型钢板及组合压型钢板的板型有较大区别,是将混凝土楼板中的受力钢筋在工厂中加工成钢筋桁架,然后再与压型钢板电阻点焊为一体的钢宝马娱乐在线112222产品。钢筋桁架采用高频电阻点焊组合,形成结构稳定的三角桁架,不再单纯依靠钢板提供施工阶段强度及刚度。
 
其施工阶段强度和刚度由受力更为合理的钢筋桁架提供。在使用阶段,由钢筋桁架和混凝土一起共同工作。镀锌底板仅作施工阶段模板作用,不考虑结构受力,但在正常的使用情况下,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。
 
受力模式合理、楼板整体性能优越,施工便捷、环保,工期有保证;钢筋桁架宝马娱乐在线112222采用钢筋桁架与镀锌底板相结合的模式(图3),使得楼板的整体受力性能等同甚至优于传统的现浇钢筋混凝土楼板。相对于传统的现浇混凝土楼板,免去支模、拆模、钢筋绑扎等繁琐的施工工序,极大提高了楼板的施工速度,特别是对于高层建筑,对项目整体进度提供了一定的保证。
 
钢筋桁架宝马娱乐在线112222
图3 钢筋桁架宝马娱乐在线112222
 
板底平整、净高有保证,楼板双向刚度一致、抗震性能好;钢筋间距及混凝土保护层厚度有保证;钢筋桁架是通过进口设备自动焊接而成,上下弦及腹杆钢筋之间的节点间距稳定,混凝土保护层厚度可得到有效保证,给施工带来便利,为楼板质量提供保证。传统受力构造、钢板不参与受力、无需防火及防腐涂料,既安全又经济;双向板设计及施工简便,适用于大跨度楼板;设计成双向板时,只需在现场进行配置垂直桁架方向的受力及构造钢筋,下部钢筋可穿过桁架,置于下弦钢筋上部即可。
 
对于跨度较大的楼板设计成双向板时,可增加楼板厚度和桁架钢筋直径;也可在跨中设置一道临时支撑,可节省钢筋用量,降低造价。产品类型多样、应用领域广泛。针对一些后期不装修要求拆除底部钢模板的住宅工程等项目,厂家对原有板型进行改进,形成了可拆卸的钢筋桁架宝马娱乐在线112222(图4)。其是将钢筋桁架通过塑料扣件、自攻钉与复合塑料模板(S)/高强镀锌模板(G)/竹胶板(Z)连成一体的组合模板,在工厂机械装配,是一种应用到钢结构住宅中的宝马娱乐在线112222。
 
可拆卸钢筋桁架宝马娱乐在线112222
图4 可拆卸钢筋桁架宝马娱乐在线112222
 
装配可拆卸钢筋桁架宝马娱乐在线112222将原来“焊接为一体”改变为“连接成一体”。换句话说,就是混凝土达到拆模强度后,拆除自攻钉与塑料扣件,进而拆除底部的模板,将钢筋桁架留在混凝土中,与混凝土在使用阶段共同受力,与现浇楼板无异,可直接进行抹灰工程。但楼板的钢筋不依靠工人绑扎,而是在工厂加工,这样能确保钢筋的分布间距,楼板结构性更好,也能将更多的现场作业转为工厂制作,大幅提高了施工的效率。
 
3、混凝土叠合楼板
 
混凝土叠合楼板是预制和现浇混凝土相结合的一种较好结构形式。预制预应力薄板(厚5~8cm)与上部现浇混凝土层结合成为一个整体,共同工作。薄板的预应力主筋即是叠合楼板的主筋,上部混凝土现浇层仅配置负弯矩钢筋和构造钢筋。预应力薄板用作现浇混凝土层的底模,不必为现浇层支撑模板(图5)。
 
混凝土叠合楼板
图5 混凝土叠合楼板
 
薄板底面光滑平整,板缝经处理后,顶棚可以不再抹灰。这种叠合楼板具有现浇楼板的整体性、刚度大、抗裂性好、不增加钢筋消耗、节约模板等优点。由于现浇楼板不需支模,还有大块预制混凝土隔墙板可在结构施工阶段同时吊装,从而可提前插入装修工程,缩短整个工程的工期。
 
虽然混凝土叠合楼板有明显的优点,但还是存在着自重较大、运输易折断,跨中需要设置支撑等缺点。为了进一步提高叠合板的性能,优化形成了PK预应力叠合楼板。PK叠合板是一种新型装配整体式预应力混凝土楼板。其是以倒T形预应力混凝土预制带肋薄板为底板,肋上预留椭圆形孔,孔内穿置横向非预应力受力钢筋,然后再浇筑叠合层混凝土从而形成整体双向受力楼板(图6)。
 
PK叠合楼板
图6 PK叠合楼板
 
PK叠合板采用带肋薄板构件,底板厚度为30mm,它采用高强材料,与传统平薄板预制构件比具有质量轻、刚度大、承载能力高、抗裂性能好等特点,使叠合预制构件放张后反拱小或无反拱,易于运输和安装,在叠合施工过程中可免去大部分的支撑和模板,简化了施工。
 
带肋预制构件突出的截面部分使新老混凝土的粘结面积增大,长形孔及穿孔筋又大幅增加了机械咬合力,从而有效的提高了叠合面的抗剪能力,采用自然粗糙面就能保证叠合结构的共同工作性能,从而克服了预制装配式楼盖整体性差、不利于抗震的缺点。
 
二、结论
 
(1)楼板是制约装配式钢结构建筑发展的重要瓶颈,对提高施工速度、降低造价起到了至关重要的作用,加强楼板体系的研究应引起足够的重视。
 
(2)不管是钢筋桁架宝马娱乐在线112222还是混凝土叠合楼板都是对传统现浇楼板的重大改进,在实际工程应用中,对于公共建筑或需要后期装修的建筑,可以根据运距、建筑形式等采用普通钢筋桁架宝马娱乐在线112222或混凝土叠合楼板,优先选用安装方便的钢筋桁架宝马娱乐在线112222。对于毛坯交付的住宅等项目建议采用可拆卸钢筋桁架宝马娱乐在线112222或混凝土叠合楼板。
 
(3)楼板体系的研究应从降低重量、提升施工速度着手,楼板体系的研究应与结构体系的研究相结合,从增加净高、楼板与结构一体化方面进行系统研究,开发出一种适合钢结构建筑的楼板体系。
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