鋼筋桁架樓承板板型演變介紹
樓承板的板型迭代主要為:開(kāi)口板——閉口板——鋼筋桁架樓承板。從這個(gè)意義上,看樓承板的歷史可能更加直觀。
1、開(kāi)口樓承板
80年代末,一些歐美的板型開(kāi)始進(jìn)入中國(guó)大陸,這個(gè)當(dāng)口是深圳的建設(shè),如賽格廣場(chǎng)、地王大廈等等,均采用美國(guó)的2W、3W等板型,即后來(lái)的YXB51-305-915開(kāi)口壓型鋼板、YXB76-305-915開(kāi)口壓型鋼板,這些事參考了美國(guó)的鋼承板設(shè)計(jì)及加工標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品的成品也是進(jìn)口而來(lái),對(duì)于當(dāng)時(shí)的中國(guó)建筑界來(lái)說(shuō)也算個(gè)新鮮事物。
開(kāi)口樓承板作為鋼結(jié)構(gòu)的重要配套產(chǎn)品,適應(yīng)主體鋼結(jié)構(gòu)快速施工的要求,能夠在短時(shí)間內(nèi)提供堅(jiān)定的作業(yè)平臺(tái),并可采用多個(gè)樓層鋪設(shè)壓型鋼板,分層澆筑混凝土板的流水施工。洲翔初期便引進(jìn)多條鋼承板生產(chǎn)線,版型先進(jìn)、規(guī)格齊全、為各類型的建筑結(jié)構(gòu)提供配套產(chǎn)品。
開(kāi)口樓承板國(guó)內(nèi)應(yīng)用較早,有國(guó)家規(guī)范,施工經(jīng)驗(yàn)豐富,生產(chǎn)制作快速。同時(shí),也存在著一些缺陷,例如:
(1)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(dǎo)致建筑整體成本增加。
(2)樓板下表面呈波浪形,板底不平整、不美觀,樓板雙向剛度不一致,抗震性能差,對(duì)于酒店、住宅等項(xiàng)目必須做吊頂。
(3)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(chǎng)手工焊接短鋼筋,效率低下,保護(hù)層厚度不易控制。
(4)單向板設(shè)計(jì),只能通過(guò)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(fèi);雙向板施工不便,必須犧牲肋高以下混凝土及板厚。
(5)管線敷設(shè)施工時(shí),垂直于板肋敷設(shè)管線須放置在板肋上部,對(duì)于板厚較小的樓板,管線施工空間國(guó)小,施工難度大,并會(huì)影響到上部鋼筋保護(hù)層厚度。
(6)雖然單板的價(jià)格低廉,但是由于其施工繁瑣,所需人工量大,綜合造價(jià)反而偏高,經(jīng)濟(jì)效率低。
2、閉口樓承板
考慮到一代樓承板存在問(wèn)題,工程師改進(jìn)了普通鋼樓承板,在鍍鋅鋼板上增加剪力槽,通過(guò)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(guò)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(guò)調(diào)整厚度以調(diào)整樓承板剛度,使壓型鋼板在使用過(guò)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。
這種組合壓型鋼板有特殊齒槽或壓痕,提高了與混凝土的粘結(jié)力,可代替部分板底受力鋼筋,一定程度上節(jié)省了工期及勞動(dòng)力成本。同樣,它們也存在著一些問(wèn)題:
(1)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(yīng)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(kāi)裂。
(2)壓型鋼板設(shè)計(jì)代替板底受力鋼筋時(shí),存在*大的火災(zāi)安全隱患,受力的鋼板處于迎火面,直接接觸火焰,*易形成高溫。一是使高溫鋼板強(qiáng)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(wú)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。
(3)組合壓型鋼板火災(zāi)后將無(wú)法修復(fù):一是鋼板受高溫后,本身材質(zhì)發(fā)生變化,強(qiáng)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(wú)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(wú)法修復(fù)。
(4)現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎繁瑣,鋼筋間距及混凝土保護(hù)層厚度不易控制,需現(xiàn)場(chǎng)焊接短鋼筋以控制保護(hù)層,采用墊塊時(shí)施工質(zhì)量難以保證。
(5)單向板設(shè)計(jì),只能通過(guò)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(fèi);雙向板施工不便,必須犧牲肋高以下混凝土及板厚。
(6)管線敷設(shè)施工時(shí),垂直與板肋敷設(shè)須放置在板肋上部,對(duì)于板厚較小的樓板會(huì)影響到上部鋼筋施工空間。
(7)鋼板有防腐年限要求,鍍鋅層厚度要求高,但會(huì)增加材料成本。在施工時(shí)需對(duì)端部做除鋅處理,否則將影響栓釘焊接質(zhì)量。
(8)栓釘穿透鋼板與梁焊接后,焊點(diǎn)周邊至少8mm內(nèi)鋼板及鍍鋅層將被高溫破壞,并以點(diǎn)帶面使端部鋼板被逐漸腐蝕,栓釘失去了固定壓型鋼板的作用,將會(huì)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(shí)際承載能力。
(9)由于考慮到其抗火及防腐方面的缺陷,設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)一般都會(huì)考慮在板底加配抗火鋼筋(或稱溫度鋼筋,作為火災(zāi)發(fā)生或的儲(chǔ)備受力鋼筋),加上分布鋼筋、支座負(fù)筋等,在施工現(xiàn)場(chǎng)還需綁扎50~70%左右的現(xiàn)場(chǎng)鋼筋,施工繁瑣,所需人工量較大,綜合造價(jià)較高。
閉口板,目前仍被大量采用,并且已被規(guī)范和圖集所采納,而且也被眾多設(shè)計(jì)師所推崇,*新的新板型,主要兩種BD65、BD40,即YXB65-185-555和YXB40-185-555(740),無(wú)論如何,從今天看來(lái)這兩種板型都可以算經(jīng)典板型,尤其是YXB65-185-555閉口壓型鋼板,基本上現(xiàn)在樓承板廠家常備板型。其優(yōu)點(diǎn):完全可以用作壓型鋼板組合樓板來(lái)使用,可以做懸掛,樓板厚度比較薄,防火性能好。
3、鋼筋桁架樓承板
為解決*一代與*二代鋼承板存在的諸多缺點(diǎn),工程師開(kāi)發(fā)出*三代鋼筋桁架樓承板。鋼筋桁架樓承板(英文TRUSSDUCK(簡(jiǎn)稱TD)屬于*三代鋼結(jié)構(gòu)配套樓承板,其構(gòu)造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(diǎn)焊為一體的鋼樓承板產(chǎn)品。鋼筋桁架采用高頻電阻點(diǎn)焊組合,形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的三角桁 架,底部壓型鋼板板肋只有2毫米,幾乎等于平板。
作為*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(qiáng)度及剛度。其施工階段強(qiáng)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。
鋼筋桁架樓承板的獨(dú)特構(gòu)造,使其具備不同于傳統(tǒng)壓型鋼板的優(yōu)勢(shì):
(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;
(2)*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。
(3)相對(duì)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,*大提高了樓板的施工速度,特別是對(duì)于高層建筑,對(duì)項(xiàng)目整體進(jìn)度提供了一定的保證。
(4)板底平整、凈高有保證,樓板雙向剛度一致、抗震性能好;
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