當前,在國家推進裝配式建筑設計的大趨勢下,鋼結構建筑數(shù)量越來越多。以往的鋼結構建筑中,樓板形式多采用壓型鋼板組合樓板,而自2003年之后,鋼筋桁架樓承板憑借自身優(yōu)勢,其應用越來越廣泛。
某鋼框架廠房位于北京市,基本柱網(wǎng)9.0m×9.0m,地上共3層,首層層高10.0m,局部夾層;二層層高6.0m;三層層高4.5m,局部設地下室,地上結構形式采用鋼框架結構。
基于廠房層高高、跨度大的特點,本廠房樓板設計采用鋼筋桁架樓承板,以減少高空支模施工措施,加快施工進度。(圖1)
鋼筋桁架樓承板是由加工廠加工制成的鋼筋桁架,與鍍鋅底板通過電阻點焊連接成為整體的組合承重板。該產(chǎn)品適用于工業(yè)與民用建筑,可用于單向簡支板,通過加設支座負鋼筋,可用于單向連續(xù)板;通過鋼筋桁架垂直方向加設鋼筋,可用于簡支或連續(xù)雙向板。其中技術特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
圖1 鋼筋桁架樓承板大樣圖
表1 樓板方案對比
第一,與傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板相比,不需要腳手架支撐模板體系,大大降低了施工措施費用,加快了施工進度;
第二,與傳統(tǒng)壓型鋼板組合樓板相比,鋼筋桁架樓承板整體剛度大,適用于大跨度樓板,可減少甚至取消板下臨時支撐;
第三,可以減少現(xiàn)場鋼筋綁扎量60%~70%,大幅縮減人工成本,提高施工速度;
第四,鋼筋桁架樓承板為工廠加工成品,鋼筋排布、間距、保護層等易于保證質(zhì)量,混凝土澆筑后樓板整體性更好;
第五,鋼筋桁架樓承板自身剛度大,無需支撐體系即可承擔施工荷載,為多層樓板同時鋪設施工展開立體作業(yè)提供可能,這對多高層、超高層建筑具有明顯意義。
基于以上技術特點,本工程樓板設計采用了鋼筋桁架樓承板。設計之前進行了與傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土板、壓型鋼板非組合樓板之間的對比,如表1所示。方案中以同區(qū)域板格進行設計計算,參數(shù)指標來源于2016年《北京市建設工程計價依據(jù)——預算定額》。
經(jīng)過對比分析可知,傳統(tǒng)腳手架模板方案現(xiàn)場鋼筋綁扎量最大,且遠大于鋼筋桁架樓承板的綁扎量,在如今人工成本不斷上漲的形勢下,減少現(xiàn)場工作量就意味著降低成本、加快進度;從消耗工日來看,傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式遠大于后兩者,且鋼筋桁架樓承板用時最短,在時間即為成本的今天,效率是第一位的,樓承板的優(yōu)勢不言而喻;而從用鋼量來看,雖然樓承板用量相比之下略高,但是綜合現(xiàn)場工作量和時間成本等幾方面來考慮,樓承板的性價比較高,優(yōu)勢明顯。
通過在支座處設置附加鋼筋及在垂直桁架方向設置上下層鋼筋,鋼筋桁架樓承板可以實現(xiàn)簡支或連續(xù)雙向板,因此在工程設計中,先通過常規(guī)計算軟件按照正常雙向板進行樓板配筋計算,之后通過鋼筋桁架樓承板樣本選擇對應承載能力的樓承板型號,同時根據(jù)樣本提供承載參數(shù)進行施工階段驗算,滿足要求后即完成了鋼筋桁架樓承板的選型設計??梢哉f,對設計者而言,樓承板設計簡單、方便。最后進行支座附加鋼筋設計,及垂直桁架方向的配筋設計即最終完成樓板的配筋設計。
在設計中,更應注意的是,樓承板的節(jié)點構造,如支座、降板、開洞等。為保證受力及澆筑施工時的穩(wěn)定、不漏漿,樓承板布置時須滿足自身的構造要求。(圖2)
此外,樓板開洞時,鋼筋桁架不可事先切割,洞口處可設置隔擋,待混凝土澆筑完成并達到強度要求后,再進行鋼筋切割,并對切割處進行防銹及砂漿抹面處理,洞口周邊尚應設置補強鋼筋。(圖3、圖4)
圖2 鋼筋桁架樓承板與鋼梁搭接構造要求
圖3 鋼筋桁架樓承板開洞補強設計
圖4 鋼筋桁架樓承板支座附加鋼筋設計
第一,設計中必須根據(jù)板格形狀合理設計并標明鋼筋桁架的布板方向,廠家深化及施工時不得更改。
第二,鋼筋桁架桿件不可隨意切割,應待混凝土達到強度后再切割開洞,且應事先加設補強鋼筋。如果必須在澆筑混凝土前開洞,則必須設置邊梁等有效支撐以保證施工階段安全穩(wěn)定。
第三,澆筑前不得出現(xiàn)施工堆載,澆筑時,混凝土應及時鏟平,采用平板振搗,不可堆積過高。
第四,桁架板周邊須設置邊模,若挑出段過長,可采用角鋼等設置斜撐,支撐于鋼梁上。
第五,支座處可設置附加鋼筋與桁架上弦綁扎搭接或焊接,形成連續(xù)板,若按簡支板設計時,可僅配置分布鋼筋即可,支座下弦處也應設置分布鋼筋滿足一定配筋率要求。
本工程采用鋼筋桁架樓承板,有效加快了工程施工進度,在保證質(zhì)量的前提下,為建設方縮短了工期。鋼筋桁架樓承板作為一種先進的樓板施工技術,受力合理、安裝方便、施工周期短、綜合性價比高、適用范圍廣,在國家大力推廣建筑裝配化的形勢下,尤其值得借鑒和推廣。