樓板經(jīng)濟(jì)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(jiǎn)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(chǎng)，可以將鋼筋桁架樓承板直接鋪設(shè)在鋼梁上，然后進(jìn)行簡(jiǎn)單的鋼筋工程，便可澆筑混凝土。使用該模板不需要架設(shè)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(hù)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(hù)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(dāng)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(diǎn)。二．鋼筋桁架樓板優(yōu)特點(diǎn)：鋼筋桁架樓承板既具有壓型鋼板鋪設(shè)施工速度快的優(yōu)勢(shì)，又具有現(xiàn)澆板整體剛度好，有利于抗震的優(yōu)點(diǎn)。節(jié)約了材料用量，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)提高了樓板的施工質(zhì)量，綜合優(yōu)勢(shì)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(shè)計(jì)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(hù)投入。防火性能好，結(jié)構(gòu)耐火時(shí)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(chǎng)鋼筋工作量以及替代了100％的現(xiàn)場(chǎng)支模施工。節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)場(chǎng)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(jiǎn)單。鋼筋間距均勻，保護(hù)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(shè)計(jì)意圖在施工中的實(shí)現(xiàn)，節(jié)省了施工管理本錢和時(shí)間。在安裝完后，鋼筋桁架剛度優(yōu)良，可提供良好堅(jiān)實(shí)的施工平臺(tái)。優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性，降低了高本錢的鍍鋅鋼板的使用量，綜合造價(jià)優(yōu)勢(shì)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(hù)費(fèi)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(shì)1、第一代非組合壓型鋼板產(chǎn)生背景:20世紀(jì)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(gè)結(jié)構(gòu)的工程進(jìn)度。同時(shí)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(chǎng)施工管理的要求產(chǎn)生巨大的偏差，從而使整個(gè)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(tái)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(qiáng)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(diǎn)及計(jì)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(yàn)算施工階段受力，在使用階段不參與結(jié)構(gòu)受力?？刹豢紤]防火措施，但樓板整體厚度須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求〔防火要求〕，即壓型鋼板板肋上部混凝土厚度須到達(dá)80mm。2.2.計(jì)算：非組合樓板可用PKPM軟件計(jì)算，但是里面只有開口板板型，對(duì)于樓板可單獨(dú)拿出來計(jì)算，對(duì)于一些大型壓型鋼板廠家都有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可供選用。3.優(yōu)缺點(diǎn)3.1.優(yōu)點(diǎn)：.國內(nèi)應(yīng)用較早，有國家標(biāo)準(zhǔn)，施工經(jīng)驗(yàn)豐富，生產(chǎn)制作快速。3.2.缺點(diǎn)：.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(duì)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(chǎng)手工焊接短鋼筋，效率緩慢，保護(hù)層厚度不易控制。.單向板設(shè)計(jì)，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(fèi)；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(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。.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。.目前已經(jīng)出現(xiàn)二代、三代鋼樓承板產(chǎn)品，市場(chǎng)縮小，主要應(yīng)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(jì)90年代初期和末期，是多高層鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的頂峰期，同時(shí)也是材料工藝與建筑技術(shù)進(jìn)入高科技階段的表達(dá)，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(jià)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(jià)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(qiáng)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(shí)2W、3W開口板、縮口板，臺(tái)灣行家BD-40、BD-65閉口板等幾種。.剖面圖.實(shí)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(jì)算出每種板型的各種鋼板厚度的每平方米自重，計(jì)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(shí)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)，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(hù)的時(shí)間為22.5年。2.受力特點(diǎn)及選型計(jì)算2.1.受力特點(diǎn)作為組合壓型鋼板，在施工階段作為模板，承當(dāng)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(chǎng)配置的鋼筋一起承當(dāng)樓板自重及使用荷載。2.2.選型計(jì)算組合壓型鋼板設(shè)計(jì)選型時(shí)，須進(jìn)行相關(guān)的彎曲、變形及承載力計(jì)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(jìn)行查詢；現(xiàn)場(chǎng)還需附加的鋼筋有負(fù)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(fù)彎矩鋼筋、附加板底受力鋼筋需根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)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(yàn)來配置。3.優(yōu)缺點(diǎn)3.1.優(yōu)點(diǎn)：.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(dòng)力本錢。.對(duì)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(yīng)用相對(duì)第三代鋼筋桁架模板要早，國家標(biāo)準(zhǔn)收錄。3.2.缺點(diǎn)：.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，容易造成樓板開裂。.壓向鋼板設(shè)計(jì)代替板底受力鋼筋時(shí)，存在極大的火災(zāi)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(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(zāi)后將無法修復(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(fù)。.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。.單向板設(shè)計(jì)，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(fèi)；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(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。.鋼板有防腐年限要求，鍍鋅層厚度要求高，但會(huì)增加材料本錢。在施工時(shí)需對(duì)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(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，栓釘失去了固定壓向鋼板的作用，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。.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)藏受力鋼筋〕，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。.目前已經(jīng)應(yīng)用第三代鋼樓承板產(chǎn)品，第二代組合壓型鋼板市場(chǎng)逐漸縮小，對(duì)于防火及防腐要求較高的工程，加上設(shè)計(jì)師及業(yè)主的認(rèn)可，將會(huì)選擇有實(shí)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(duì)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(shè)計(jì)及施工困難、鋼筋綁扎繁瑣、鋼筋間距及混凝土保護(hù)層厚度不好控制、存在嚴(yán)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(diǎn)外，還具有自身的特點(diǎn)，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(shì)，得到市場(chǎng)的高度認(rèn)可和好評(píng)。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(qiáng)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(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(shí)，耐火時(shí)限為1.68小時(shí)，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(shè)計(jì)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(duì)底部混凝土起到保護(hù)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(diǎn)及計(jì)算2.1.受力特點(diǎn).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(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。2.2.選型計(jì)算.鋼筋桁架混凝土樓板根據(jù)工程情況可設(shè)計(jì)為單向板，也可設(shè)計(jì)為雙向板，而不必遵守樓板長(zhǎng)邊與短邊的長(zhǎng)度比例關(guān)系，但設(shè)計(jì)為單向板時(shí)，在長(zhǎng)邊方向應(yīng)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(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的過程中，進(jìn)行施工和使用兩個(gè)階段的計(jì)算。.施工階段進(jìn)行上下弦鋼筋的強(qiáng)度驗(yàn)算，受壓弦桿和腹桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算，鋼筋桁架的撓度驗(yàn)算三局部。.使用階段須計(jì)算四局部：樓板正截面承載力計(jì)算，板底受力鋼筋應(yīng)力控制驗(yàn)算，支座裂縫控制驗(yàn)算，撓度驗(yàn)算。.為便于設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中快速、簡(jiǎn)便的選擇適宜的鋼筋桁架樓承板型號(hào)，可參考設(shè)計(jì)選用表，表中的模板型號(hào)包含了常用的TD1~TD7系列，桁架高度范圍為70mm~270mm的所有型號(hào)，相對(duì)應(yīng)的樓板結(jié)構(gòu)層厚度范圍為100mm~300mm。查表時(shí)，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(yīng)型號(hào)及所需增設(shè)的負(fù)筋。3.優(yōu)缺點(diǎn)3.1.優(yōu)點(diǎn)：.彌補(bǔ)了第一、二代壓型鋼板的缺陷，并具有自身的特性優(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；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(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，極大提高了樓板的施工速度，特別是對(duì)于高層建筑，對(duì)工程整體進(jìn)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(hù)層厚度有保證；鋼筋桁架是通過進(jìn)口設(shè)備自動(dòng)焊接而成，上下弦及腹桿鋼筋之間的節(jié)點(diǎn)間距穩(wěn)定，混凝土保護(hù)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(jì)；.5.雙向板設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)便，適用于大跨度樓板；設(shè)計(jì)成雙向板時(shí)，只需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)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(duì)于跨度較大的樓板〔如下列圖左，板跨6米〕設(shè)計(jì)成雙向板時(shí)，可增加樓板厚度和桁架鋼筋直徑；也可在跨中設(shè)置