钢结构装配式建筑应用新型钢筋桁架楼承板可缩短工期

随着近年来,钢结构装配式建筑的大力发展,钢结构装配式高层建筑、商业综合体钢结构建筑、超高层住宅钢结构建筑等应用新型钢筋桁架楼承板成为了装配式建筑中的推广和发展网红装配式建筑新型材料。通过技术改进在很多的技术应用上取得了技术研究课题的突破。

合理的、完善的楼盖体系,将影响到整个工程的装配化程度、施工进度、造价等问题,因此,应用新型钢筋桁架楼承板,分析研究目前适合装配化的楼盖体系(钢筋桁架楼承板-混凝土组合楼板)的特点和应用技术,对于完善钢结构装配式体系具有非常重要的意义。

一、钢结构建筑体系中常用的楼板类型:

目前,钢结构建筑体系中楼板的形式较多,但应用最多的三种楼板分别是传统的现浇钢筋混凝土楼板、压型钢板(开口型压型钢板、闭口型压型钢板)-混凝土组合楼板和装配式钢筋桁架楼承板。

 

 

1、现浇钢筋混凝土楼板

现浇钢筋混凝土楼板是钢结构建筑最早应用的楼板,其特点是楼板较薄,节约用钢量,楼板表面平整美观,缺点是现场作业过多,需要支模板,人工成本高,工期长,且工期容易受自然环境因素的影响,不能有效地实现楼板的装配化。所以,单一的现浇钢筋混凝土楼盖体系已经不适合现代化钢结构装配式建筑的发展要求。

 

 

2、压型钢板-混凝土组合楼板

压型钢板-混凝土组合楼板又分为:开口型压型钢板、闭口型压型钢板,其特点是采用压型钢板作为现浇混凝土的永久性模板,克服了现浇钢筋混凝土楼板的层层支模、施工繁琐的缺点。压型钢板根据其使用功能的不同可以分为两类,一类是压型钢板只在施工阶段作模板用,使用阶段不考虑其受力;另一类是压型钢板除了在施工阶段作模板之外,在使用阶段还兼作楼板受力钢筋。

压型钢板-混凝土组合楼板应用于钢结构住宅带来的问题是楼板较厚,在层高一定的情况下,减小了房间的净高;压型钢板下表面不平整,后期需要装修处理,影响进度和造价;压型钢板一般采用镀锌钢材,尤其是压型钢板作为试用阶段受力时带来防火防腐问题,表面需要刷防火涂料,增加了工程成本;而且钢筋绑扎繁琐,采用双向板时施工困难。

 

 

3、钢筋桁架楼承板-混凝土组合楼板

钢筋桁架楼承板是将楼板中的钢筋在工厂加工成钢筋桁架,底部与底模连成一体形成组合模板。施工阶段桁架提供刚度,与底模一起承受混凝土自重及施工荷载,使用阶段钢筋作为受力筋与混凝土一起承受使用荷载。

钢筋桁架楼承板受力简单、直观,钢筋桁架在施工阶段为模板提供刚度,并在使用阶段受力,因而得到了充分利用,而且大大减少了钢筋的现场绑扎,有利于机械化生产;浇筑混凝土后整体刚度大,抗震性好;施工完成后楼板下表面平整,也不需要进行防腐防火处理,大大节约了成本。

 

 

二、钢筋桁架楼承板-混凝土组合楼板的设计及选用

钢筋桁架楼承板设计包括使用阶段和施工阶段的计算两部分,使用阶段的计算包括楼板的正截面承载力计算、楼板下部钢筋应力控制验算、裂缝控制验算及挠度验算;施工阶段的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。

在实际工程应用中,楼承板由生产厂家设计、生产,设计人员只需要结合楼板尺寸及配筋,根据国家标准选用相关规格即可。

 

1)钢筋桁架楼承板型号的选用

①以实现装配化为主要目标,楼承板厚度要根据跨度满足施工阶段作为模板的刚度要求,同时下弦钢筋要满足受力筋数量;对于跨度较大的板,可以考虑在跨中设置一道支撑,以减小楼承板厚度,起到节约钢筋的效果;楼承板型号不宜太多,以减少加工制作和施工的成本。

②遵循的原则:由于住宅板跨较小,钢筋面积多数为构造配筋,钢筋桁架楼承板为满足施工时不设置支撑的刚度要求,桁架钢筋较大,通过在楼板中间设置少量支撑从而减小楼承板厚度,以节约钢筋用量,达到降低造价的目的;同时兼顾一定的装配化。

 

2)楼承板铺设方向

钢筋桁架楼承板本身为单向受力,一般沿短跨方向铺设并兼顾连续的原则。

 

3)楼板中钢筋的配置

钢筋桁架楼承板本身上弦和下弦的钢筋均可以作为受力钢筋,此外还需要配置以下几种钢筋:垂直于桁架方向的底部和上部受力筋(一般通长布置);平行于桁架方向的支座附加钢筋;钢筋桁架楼承板顺向断开搭接缝处;钢筋桁架楼承板垂直断开搭接缝处。

 

钢筋桁架楼承板-混凝土组合楼板在钢结构装配式住宅中的应用越来越多。概括起来讲,钢筋桁架楼承板-混凝土组合楼板具有以下特点:

(1)不需要支模板,减少了现场钢筋绑扎量,在很大程度上提高了楼板装配化程度,适应了装配化建筑的发展需求。

(2)与普通钢筋混凝土楼板相比,钢筋桁架楼承板-混凝土组合楼板较厚,刚度大,抗震性好。

(3)为满足不加支撑的要求,对钢筋桁架的刚度要求高,相应地钢筋桁架的钢筋用量大,在经济性上稍差一些。

(4)通过减小板厚,可以在一定程度上减少钢筋用量,节约成本,但由于需要在板中加一道支撑,影响了装配化程度。

(5)施工完成后,楼板下表面平整,也不需要进行防腐防火处理,大大节约了成本。

 

在我国大力发展装配式建筑的形势下,随着钢筋桁架楼承板的不断发展和完善,它的应用也将会更加的普遍。