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钢筋桁架楼承板在厂房中的应用

发布时间:2019/08/30 点击量:
本文通过实际的工程项目,介绍了钢筋桁架楼承板在厂房中的应用。通过经济技术方案对比,得出钢筋桁架楼承板在该类型厂房中的应用优势,可供同类工程进行参考。
 
厂房位于河南省洛阳市,为2层钢框架结构,2层楼板为钢筋混凝土楼板,屋面为压型钢板复合保温卷材防水屋面。2层楼面标高6.6m,屋面檐口标高12.9m。
 
该厂房长130m,宽62m,横向柱距为9m×6+8m,纵向柱距为10m×13,2层楼板平面布置见图1。楼面2次装修荷载按1.5kN/㎡,活荷载标准值为8kN/㎡。楼板采用C30现浇混凝土,钢筋强度等级为HRB400,钢材强度等级为Q345B。
 
2层楼板平面图
图1 2层楼板平面图
 
一、楼板方案比选
 
本文从经济性、施工进度等方面对工程中常用的传统脚手架模板、钢承板非组合楼板和钢筋桁架楼承板3种楼板方案进行比较分析,选出最优的楼板方案。方案比选中的经济技术指标均套用《河南省建设工程工程量清单综合单价》。
 
1、脚手架模板方案
 
2层楼板均为单向板,采用传统的脚手架模板方案,楼板厚度取为120mm,根据楼面荷载设计楼板配筋。由于楼板顶标高为6.6m,地面标高为-0.500m,脚手架高度约为7m,大于5.0m,需要采用满堂脚手架方案。脚手架模板综合单价为66.3元/㎡,楼板钢筋综合单价4.29元/kg,混凝土综合单价645.7元/㎡。
 
2、钢承板非组合楼板方案
 
单向板跨度为3.0m,经计算钢承板采用0.8mm厚YX75-200-600型,平均板厚为107mm,楼板配筋见表1。钢承板综合单价为8.0元/kg,钢筋和混凝土综合单价同脚手架模板方案。
 
3、钢筋桁架楼承板方案
 
采用钢筋桁架楼承板方案,经计算采用TD3-90型钢筋桁架楼承板,楼板厚120mm,钢筋桁架参数见表2,在垂直于桁架方向板面通长设置8@200分布钢筋,在板底通长设置6@150分布钢筋。
 
三种楼板方案对比表
表1 三种楼板方案对比表

钢筋桁架楼承板材料参数
表2 钢筋桁架楼承板材料参数
 
上述3种方案的经济性、施工进度等对比见表1。从表1可以看出:(1)脚手架模板方案的现场钢筋绑扎量最大,远远大于钢筋桁架楼承板的现场钢筋绑扎量。在劳动力价格不断上涨的情况下,减少现场的工作量对降低成本、加快进度有重要意义;(2)采用钢筋桁架楼承板方案的楼板造价最低,分别比脚手架模板方案和钢承板非组合楼板方案低27.1元/㎡和25.2元/㎡,经济效果明显;(3)由于减少了现场钢筋绑扎量,钢筋桁架楼承板的施工速度最快,比钢承板非组合楼板方案少0.8工日/100㎡,且由于不需搭设脚手架和支撑模板,钢筋桁架楼承板方案施工所需工日只有脚手架模板的1/10。综合以上分析,本项目采用钢筋桁架楼承板方案具有明显的优势。
 
二、钢筋桁架楼承板设计
 
钢筋桁架楼承板设计分为使用阶段设计和施工阶段设计。在使用阶段,钢筋桁架弦杆可作为混凝土中配置的上、下层受力钢筋与混凝土共同工作,不考虑钢筋桁架整体、桁架腹杆及底模的作用。施工阶段可采用弹性分析方法分别计算钢筋桁架和底模焊点的荷载效应,计算钢筋桁架时,全部荷载由桁架承担,计算底模焊点时,荷载全部由底模承担。
 
1、使用阶段计算
 
根据楼面钢梁布置,使用阶段楼板内力按照5等跨连续板进行计算,计算跨度按最大跨度3.0m取值,拟采用楼板厚度为120mm,楼板上、下保护层厚度各为15mm,钢筋桁架高度90mm。
 
使用阶段恒荷载标准值为4.5kN/㎡,活荷载标准值为8.0kN/㎡,考虑活荷载的不利布置和塑性内力重分布对支座弯矩进行调幅,采用线弹性分析方法计算得到楼板承载力极限状态下的跨中及支座弯矩设计值如图2所示。
 
5等跨连续板弯矩内力计算简图
图2 5等跨连续板弯矩内力计算简图
 
 
受力钢筋面积计算
 
2、施工阶段验算
 
钢筋桁架楼承板在施工阶段的验算包括上下弦杆强度验算、受压弦杆和腹杆的稳定性验算和桁架挠度验算。应采用桁架模型进行计算,计算时可取一榀钢筋桁架作为1个计算单元。底部压型钢板对桁架的受力起有利作用,可作为安全储备,计算时不考虑。
 
钢筋桁架楼承板作为模板,施工阶段时主要承受以下荷载:a.永久荷载:压型钢板、钢筋和湿混凝土自重;b.可变荷载:施工可变荷载取均布荷载1.5kN/㎡和跨中集中荷载沿板宽为2.5kN/m二种工况中的不利者,不考虑二种工况的同时作用。
 
(1)钢筋桁架内力计算
 
根据钢筋桁架实际长度,施工阶段按三等跨连续梁进行内力计算,考虑活荷载的不利布置,采用线弹性分析方法计算可得到一榀钢筋桁架的跨中及支座弯矩值M和剪力V,弦杆轴心拉力或压力N1和腹杆的轴心拉力或压力N2可按下式进行计算:
 
 
钢筋桁架内力计算
 
(2)上下弦杆强度计算
 
 
上下弦杆强度计算公式
 
(3)受压弦杆及腹杆稳定性计算
 
 
受压弦杆及腹杆稳定性计算公式
 
(4)钢筋桁架挠度计算
 
钢筋桁架在施工阶段的挠度应按荷载效应的标准组合进行计算,挠度限值取板计算跨度的1/180和20mm的较小值。

三、钢筋桁架楼承板施工要点
 
1)在施工前,应根据楼板结构布置对钢筋桁架楼承板进行排版,通过排版合理规划每块钢筋桁架楼承板的长度,同时保证工艺设备预留洞口的位置准确。在排版图中要明确标明钢筋桁架楼承板的方向,施工时不得更改。
 
2)为保证施工阶段提供可靠的支点,钢筋桁架楼在支座钢梁上的搁置长度不应小于50mm和5倍的下弦钢筋直径,镀锌钢板深入钢梁不小于30mm,以防止漏浆。
 
3)为使钢筋桁架形成连续多跨板,降低边跨的施工挠度,可用短钢筋将支座钢梁相邻两榀桁架的上弦焊接连在一起。
 
4)避免施工时在钢筋桁架楼承板上有较大的堆载。禁止随意切割钢筋桁架的任何杆件。在楼板开洞处,必须按设计要求设置加强钢筋及边模。
 
5)由于钢筋桁架上弦钢筋非常固定,铺好板后垂直于桁架方向的管线不容易穿过。因此,应尽量选择韧性较好的管线材料并采用较小的管径,同时,边铺设楼承板边穿管线,防止楼承板大面积铺设完成后从一端穿管线带来的困难。
 
钢筋桁架楼承板作为一种先进的楼板施工技术,具有生产效率高、受力合理、经济性好、施工工期短等优点,并且符合国家大力推广的建筑工业化的要求,尤其适合于层高较高、楼板开洞较少、楼面荷载较大的厂房。

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