樓板經(jīng)濟比較方-壓線鋼板與鋼筋桁架樓承板

樓承板介紹與傳統(tǒng)板比擬鋼筋桁架樓承板〔內(nèi)部交流資料〕鋼筋桁架樓承板簡介鋼筋桁架樓承板是將樓板中的鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與鍍鋅鋼板在工廠焊接成一體的組合樓板。在施工現(xiàn)場，可以將鋼筋桁架樓承板直接鋪設在鋼梁上，然后進行簡單的鋼筋工程，便可澆筑混凝土。使用該模板不需要架設木模及腳手架，底部鍍鋅壓型鋼板僅做模板用，不替代受力鋼筋，故不需考慮防火噴涂及防腐維護的問題，并且鋼筋排列均勻，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(zhì)量創(chuàng)造了有利條件。當澆筑混凝土形成樓板后，具有現(xiàn)澆板整體剛度大、抗震性能好、抗沖擊性能好、防水性能好等眾多優(yōu)點。二．鋼筋桁架樓板優(yōu)特點：鋼筋桁架樓承板既具有壓型鋼板鋪設施工速度快的優(yōu)勢，又具有現(xiàn)澆板整體剛度好，有利于抗震的優(yōu)點。節(jié)約了材料用量，具有一定的經(jīng)濟效益，同時提高了樓板的施工質(zhì)量，綜合優(yōu)勢明顯：良好的受力模式，優(yōu)于現(xiàn)澆板和壓型鋼板。雙向剛度好，防裂性能好。結(jié)構(gòu)設計上鍍鋅鋼板無防腐要求，區(qū)別于傳統(tǒng)的組合樓板，使用年限完全等同與現(xiàn)澆板，減少后期的維護投入。防火性能好，結(jié)構(gòu)耐火時間優(yōu)于傳統(tǒng)組合樓板，無需底面防火處理。施工速度快，工廠一次性完成傳統(tǒng)樓板的75％以上現(xiàn)場鋼筋工作量以及替代了100％的現(xiàn)場支模施工。節(jié)省了現(xiàn)場作業(yè)場地面積和材料。與壓型鋼板一樣可直接打膨脹螺栓，不影響結(jié)構(gòu)平安，吊掛方便簡單。鋼筋間距均勻，保護層厚度有充分保證，易于保證栓釘質(zhì)量，最大可能的保障設計意圖在施工中的實現(xiàn)，節(jié)省了施工管理本錢和時間。在安裝完后，鋼筋桁架剛度優(yōu)良，可提供良好堅實的施工平臺。優(yōu)越的經(jīng)濟性，降低了高本錢的鍍鋅鋼板的使用量，綜合造價優(yōu)勢明顯。平整的板底外觀，底面處理方法多樣靈活，可為用戶提供多樣的選擇。使用年限等同與現(xiàn)澆板，比傳統(tǒng)壓型鋼板樓板可減少后期的維護費用，解除后顧之憂。節(jié)省樓板的厚度，增加了樓層的使用凈高。四．與傳統(tǒng)壓型鋼板技術(shù)優(yōu)勢1、第一代非組合壓型鋼板產(chǎn)生背景:20世紀末期，隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的不斷開展，傳統(tǒng)現(xiàn)澆板的施工速度明顯跟不上鋼柱和鋼梁的施工速度。影響整個結(jié)構(gòu)的工程進度。同時由于現(xiàn)澆板的施工仍需要大量的模板和腳手架，這和鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場施工管理的要求產(chǎn)生巨大的偏差，從而使整個施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生不匹配的現(xiàn)象。在此根底上，工程師們開發(fā)了一種無需支模、拆模，能提供施工平臺的壓型鋼板開口板獲得了迅猛開展，其作用為樓板的永久性模板。1.材料、板型1.1.材料：鍍鋅冷軋鋼板，雙面鍍鋅量不低于275g/m2，厚度不低于0.5mm，屈服強度不低于300Pa。1.2.板型：開口型、閉口型、縮口型國內(nèi)生產(chǎn)的非組合樓板多數(shù)是開口板，一般肋高76mm，展開寬度各異，鋼板利用率低，局部廠家可生產(chǎn)閉口板與縮口板，但僅做模板使用，屬非組合壓型鋼板。1.3.最小樓板厚度：壓型鋼板板肋以上局部混凝土厚度須保證80mm以上。2.受力特點及計算2.1.受力：僅作為施工階段模板使用，屬于永久性模板，只驗算施工階段受力，在使用階段不參與結(jié)構(gòu)受力。可不考慮防火措施，但樓板整體厚度須滿足標準要求〔防火要求〕，即壓型鋼板板肋上部混凝土厚度須到達80mm。2.2.計算：非組合樓板可用PKPM軟件計算，但是里面只有開口板板型，對于樓板可單獨拿出來計算，對于一些大型壓型鋼板廠家都有技術(shù)標準可供選用。3.優(yōu)缺點3.1.優(yōu)點：.國內(nèi)應用較早，有國家標準，施工經(jīng)驗豐富，生產(chǎn)制作快速。3.2.缺點：.板肋較高，樓板結(jié)構(gòu)層厚度大，使建筑物凈高減小，直接導致建筑整體本錢增加。.樓板下外表呈波浪形，板底不平整、不美觀，樓板雙向剛度不一致，抗震性能差，對于酒店、住宅等工程必須做吊頂。.鋼筋綁扎繁瑣，鋼筋間距不易保證，下部受力鋼筋需要現(xiàn)場手工焊接短鋼筋，效率緩慢，保護層厚度不易控制。.單向板設計，只能通過增加整體鋼板厚度才能滿足較大跨度樓板施工階段受力，造成材料浪費；雙向板施工不便，必須犧牲肋高以下混凝土及板厚。.管線敷設施工時，垂直與板肋敷設須放置在板肋上部，對于板厚較小的樓板會影響到上部鋼筋施工空間。.雖然單板的價格低廉，但是由于其施工繁瑣，所需人工量大，綜合造價反而偏高，經(jīng)濟效率低。.目前已經(jīng)出現(xiàn)二代、三代鋼樓承板產(chǎn)品，市場縮小，主要應用在廠房等工程中，屬于即將淘汰類產(chǎn)品。2、第二代組合壓型鋼板產(chǎn)生背景：20世紀90年代初期和末期，是多高層鋼結(jié)構(gòu)建設的頂峰期，同時也是材料工藝與建筑技術(shù)進入高科技階段的表達，普通開口板的出現(xiàn)解決了與鋼結(jié)構(gòu)配套施工。但由于其材料價格高，而在使用階段又不考慮鍍鋅鋼板代替受力鋼筋的作用。樓板中混凝土和鋼筋材料用量根本與現(xiàn)澆板持平或略高。所以造成普通開口板樓板整體價格根本是現(xiàn)澆樓板的1.6倍以上?？紤]以上存在因素，工程師改良了普通開口板，在鍍鋅鋼板上增加剪力槽，通過混凝土的握裹作用，形成兩者的共同作用。由板肋提供豎向剛度，通過板肋形狀與抗剪槽提供水平抗剪承載力，必須保證樓承板與混凝土緊密連接，通過調(diào)整厚度以調(diào)整樓承板剛度，使壓型鋼板在使用過程中參與樓板的受力，代替下部受力鋼筋，從而節(jié)省了混凝土中鋼筋的用量。1.材料、板型、有效寬度、展開寬度、鋼板利用率、最小厚度、防腐年限1.1.材料：鍍鋅冷軋鋼板，雙面鍍鋅量不低于275g/m2，厚度不低于0.75mm，屈服強度不低于300Pa。1.2.板型：開口型、閉口型、縮口型.目前國內(nèi)生產(chǎn)的壓型鋼板主要用作非組合樓板，用作組合樓板的壓型鋼板需要有特殊的齒槽或壓痕，代表板型只有澳大利亞來實2W、3W開口板、縮口板，臺灣行家BD-40、BD-65閉口板等幾種。.剖面圖.實物圖縮口板閉口板3W開口板縮口板閉口板3W開口板1.3.有效寬度、展開寬度、鋼板利用率第二代組合壓型鋼板板型肋高〔mm〕有效寬度〔mm〕展開寬度〔mm〕利用率〔％〕閉口板BD-4040555~98056.6%閉口板BD-6565555~116047.8%2W開口板51915~123074%3W開口板76915~128071%縮口板51590~102557%根據(jù)利用率可計算出每種板型的各種鋼板厚度的每平方米自重，計算公式如下：Tmm厚度的鋼板自重=T*7.85/利用率1.4.最小樓板厚度.在樓板耐火1.5小時及免防火涂料的要求下的最小樓板厚度第二代板型在樓板耐火1.5小時及免防火涂料的要求下的最小樓板厚度閉口板≥110mm2W開口板≥130mm3W開口板≥150mm縮口板≥110mm1.5.防腐年限按照英國標準，一般熱浸鍍鋅板在雙面度量275g/m2、室內(nèi)、枯燥的條件下，首度需要防護的時間為22.5年。2.受力特點及選型計算2.1.受力特點作為組合壓型鋼板，在施工階段作為模板，承當施工階段荷載，在使用階段，鋼板代替局部底部受力鋼筋，和現(xiàn)場配置的鋼筋一起承當樓板自重及使用荷載。2.2.選型計算組合壓型鋼板設計選型時，須進行相關(guān)的彎曲、變形及承載力計算，可參考專業(yè)廠家提供的選型表，需根據(jù)樓板跨度、厚度和除樓板自重外的允許使用荷載進行查詢；現(xiàn)場還需附加的鋼筋有負彎矩鋼筋、鋼板本身提供的承載力缺乏的情況下須配置的板底受力鋼筋、為防火考慮的抗火鋼筋、為板面防止開裂考慮的分布鋼筋網(wǎng)等。如負彎矩鋼筋、附加板底受力鋼筋需根據(jù)混凝土設計標準來設計配筋，抗火鋼筋和分布鋼筋網(wǎng)那么需根據(jù)構(gòu)造及經(jīng)驗來配置。3.優(yōu)缺點3.1.優(yōu)點：.壓向鋼板有特殊齒槽或壓痕，提高了與混凝土的粘結(jié)力，可代替局部板底受力鋼筋，一定程度上節(jié)省了工期及勞動力本錢。.對于閉口板，板底較開口板平整，美觀，雙向剛度得到提高。.國內(nèi)應用相對第三代鋼筋桁架模板要早，國家標準收錄。3.2.缺點：.2W、3W板型板肋高，限制了板厚及建筑物凈高，不宜在高層及超高層建筑中應用，且板底呈波浪形，雙向剛度不一致，抗震性能差，容易造成樓板開裂。.壓向鋼板設計代替板底受力鋼筋時，存在極大的火災平安隱患，受力的鋼板處于迎火面，直接接觸火焰，極易形成高溫。一是使高溫鋼板強度減弱或消失；二是混凝土中的結(jié)晶水形成蒸汽并高壓迫使鋼板鼓包，鋼板與混凝土將發(fā)生滑移和脫離，鋼板與混凝土無法再共同工作，鋼板代替受力鋼筋的作用也隨即消失，樓板在受力的情況下將被破壞。.第二代組合壓型鋼板火災后將無法修復：一是鋼板受高溫后，本身材質(zhì)發(fā)生變化，強度及延性發(fā)生改變；二是鋼板與混凝土脫離后，粘結(jié)接觸面被破壞，鋼板無法和凝固的混凝土在此粘結(jié)嵌固；三是鋼板的防腐蝕鍍層受高溫氧化破壞，需重新刷涂防腐涂料，施工困難。特別是閉口板板肋為幾乎閉合構(gòu)造，無法修復。.現(xiàn)場鋼筋綁扎繁瑣，鋼筋間距及混凝土保護層厚度不易控制，需現(xiàn)場焊接短鋼筋以控制保護層，采用墊塊時施工質(zhì)量難以保證。.單向板設計，只能通過增加整體鋼板厚度才能滿足較大跨度樓板施工階段受力，造成材料浪費；雙向板施工不便，必須犧牲肋高以下混凝土及板厚。.管線敷設施工時，垂直與板肋敷設須放置在板肋上部，對于板厚較小的樓板會影響到上部鋼筋施工空間。.鋼板有防腐年限要求，鍍鋅層厚度要求高，但會增加材料本錢。在施工時需對端部做除鋅處理，否那么將影響栓釘焊接質(zhì)量。.栓釘穿透鋼板與梁焊接后，焊點周邊至少8mm內(nèi)鋼板及鍍鋅層將被高溫破壞，并以點帶面使端部鋼板被逐漸腐蝕，栓釘失去了固定壓向鋼板的作用，將會影響使用階段壓型鋼板的錨固及與混凝土接觸面發(fā)生滑移，從而影響到樓板的實際承載能力。.由于考慮到其抗火及防腐方面的缺陷，設計師在設計時一般都會考慮在板底加配抗火鋼筋〔或稱溫度鋼筋，作為火災發(fā)生或的儲藏受力鋼筋〕，加上分布鋼筋、支座負筋等，在施工現(xiàn)場還需綁扎50~70%左右的現(xiàn)場鋼筋，施工繁瑣，所需人工量較大，綜合造價較高。.目前已經(jīng)應用第三代鋼樓承板產(chǎn)品，第二代組合壓型鋼板市場逐漸縮小，對于防火及防腐要求較高的工程，加上設計師及業(yè)主的認可，將會選擇有實質(zhì)性改良的第三代鋼樓承板產(chǎn)品——鋼筋桁架樓承板。3、第三代鋼筋桁架樓承板產(chǎn)生背景：隨著多高層鋼結(jié)構(gòu)的迅猛開展，對工程工期提出了更高的要求，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件工廠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)大大縮短了工程工期，樓板的施工方法已是影響工期的重要因素。第一代、第二代壓型鋼板其板肋較高，使建筑物凈高減小、樓板下外表不平整、雙向板設計及施工困難、鋼筋綁扎繁瑣、鋼筋間距及混凝土保護層厚度不好控制、存在嚴重的耐火及防腐缺陷等問題，必須解決。第三代鋼筋桁架樓承板除具有前兩代鋼樓承板及現(xiàn)澆板的各種優(yōu)點外，還具有自身的特點，技能充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)施工周期短、又具有施工質(zhì)量容易控制的優(yōu)勢，得到市場的高度認可和好評。1.材料、板型、有效寬度、展開寬度、鋼板利用率、最小厚度、防腐年限1.1.材料：鍍鋅冷軋鋼板，雙面鍍鋅量不低于120g/m2，厚度不低于0.5mm，屈服強度不低于260Pa。1.2.板型：鋼筋桁架樓承板屬于第三代鋼結(jié)構(gòu)配套樓承板，與普通的非組合壓型鋼板及組合壓型鋼板的板型有較大區(qū)別，是將混凝土樓板中的受力鋼筋在工廠中加工成鋼筋桁架，然后再與壓型鋼板電阻點焊為一體的鋼樓承板產(chǎn)品。鋼筋桁架采用高頻電阻點焊組合，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的三角桁架，底部壓型鋼板板肋明顯減小，只有2毫米，幾乎等于平板。1.2剖面圖1.3.有效寬度、展開寬度、鋼板利用率第三代鋼筋桁架樓承板肋高〔mm〕桁架高度范圍〔mm〕有效寬度〔mm〕展開寬度〔mm〕利用率〔％〕TRUSSDUCK〔TD〕270~27060060893.3%1.4.最小樓板厚度.第三代鋼筋桁架樓承板在最小厚度100mm且無刷涂防火涂料時，耐火時限為1.68小時，滿足樓板防火要求。1.5.防腐年限.鋼筋桁架樓承板的防腐性能與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓板等同，滿足設計使用年限要求。底部鍍鋅鋼板不參與底部受力，不影響防腐年限。相反，鍍鋅鋼板具有一定的防腐蝕性能，對底部混凝土起到保護作用，防腐蝕年限優(yōu)于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土樓板。2.受力特點及計算2.1.受力特點.作為最新一代鋼樓承板，其受力模式更為合理，不再單純依靠鋼板提供施工階段強度及剛度。.其施工階段強度和剛度由受力更為合理的鋼筋桁架提供。.在使用階段，由鋼筋桁架和混凝土一起共同工作。.鍍鋅底板僅作施工階段模板作用，不考慮結(jié)構(gòu)受力，但在正常的使用情況下，鋼板的存在增加了樓板的剛度，改善了樓板下部混凝土的受力性能。2.2.選型計算.鋼筋桁架混凝土樓板根據(jù)工程情況可設計為單向板，也可設計為雙向板，而不必遵守樓板長邊與短邊的長度比例關(guān)系，但設計為單向板時，在長邊方向應布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。.在混凝土樓板從澆筑混凝土到到達設計強度的過程中，進行施工和使用兩個階段的計算。.施工階段進行上下弦鋼筋的強度驗算，受壓弦桿和腹桿的穩(wěn)定性驗算，鋼筋桁架的撓度驗算三局部。.使用階段須計算四局部：樓板正截面承載力計算，板底受力鋼筋應力控制驗算，支座裂縫控制驗算，撓度驗算。.為便于設計師在設計過程中快速、簡便的選擇適宜的鋼筋桁架樓承板型號，可參考設計選用表，表中的模板型號包含了常用的TD1~TD7系列，桁架高度范圍為70mm~270mm的所有型號，相對應的樓板結(jié)構(gòu)層厚度范圍為100mm~300mm。查表時，根據(jù)樓板厚度、跨度，除樓板自重的附加使用荷載情況即可查的相應型號及所需增設的負筋。3.優(yōu)缺點3.1.優(yōu)點：.彌補了第一、二代壓型鋼板的缺陷，并具有自身的特性優(yōu)勢：.1.受力模式合理、樓板整體性能優(yōu)越，施工便捷、環(huán)保，工期有保證；第三代鋼筋桁架樓承板采用鋼筋桁架與鍍鋅底板相結(jié)合的模式，使得樓板的整體受力性能等同甚至優(yōu)于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土樓板，免去支模、拆模、鋼筋綁扎等繁瑣的施工工序，極大提高了樓板的施工速度，特別是對于高層建筑，對工程整體進度提供了一定的保證。傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓板傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓板第三代鋼筋桁架樓承板第三代鋼筋桁架樓承板.2.板底平整、凈高有保證，樓板雙向剛度一致、抗震性能好；.3.鋼筋間距及混凝土保護層厚度有保證；鋼筋桁架是通過進口設備自動焊接而成，上下弦及腹桿鋼筋之間的節(jié)點間距穩(wěn)定，混凝土保護層厚度可得到有效保證，給施工帶來便利，為樓板質(zhì)量提供保證。.4.傳統(tǒng)受力構(gòu)造、鋼板不參與受力、無需防火及防腐涂料，即平安又經(jīng)濟；.5.雙向板設計及施工簡便，適用于大跨度樓板；設計成雙向板時，只需在現(xiàn)場進行配置垂直桁架方向的受力及構(gòu)造鋼筋，下部鋼筋可穿過桁架，置于下弦鋼筋上部即可。對于跨度較大的樓板〔如下列圖左，板跨6米〕設計成雙向板時，可增加樓板厚度和桁架鋼筋直徑；也可在跨中設置