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浅谈钢筋桁架楼承板的应用

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人气:-发表时间:2019-08-15【
南京汤山博物馆做为青奥会的重点工程,任务重、工期紧,质量严。在钢结构深化设计阶段,针对楼板的选型,经过多次调研和讨论,最终确定为钢筋桁架楼承板。它克服了传统压型钢板存在的楼板总厚度大、建筑物室内净高减少、楼板下表面不平整、钢筋绑扎繁琐、钢筋间距及混凝土保护层厚度难控制、防腐耐火等方面的不足。实现了施工作业中平面及立体交叉施工,大大加快了工程进度。 
  钢筋桁架楼承板是一种模数化的楼板体系,其宽度和长度均可定制。它是由钢筋加工成钢筋桁架,与双面镀锌薄钢板轧制成的底模组合,经点焊结合成一体,由工厂化生产的系列标准化产品。正是基于此种构造,使其本身的具有明显的绿色建材优势。主要从以下几个方面做简单的阐述: 
  一、缩短工期 
  ①减少现场钢筋绑扎工作量。与传统的楼承板比较,现场钢筋绑扎工作量可减少60~70%,提高整体施工速度。②无需搭设脚手架,加快了施工进度。③为各种工种提供多个工作平台,可立体施工。 
  二、节省资源及投资 
  ①底模利用率高。经相关工程实践验证,待混凝土达到设计强度后,钢筋桁架楼承板的底模可以拆除,所以钢筋桁架楼承板可应用于不做吊顶的建筑(如住宅)。底模拆除后对板底裸露的钢筋桁架腹筋需做防锈处理。处理后楼板底部应进行抹灰工程。②降低建筑层高,减轻结构自重。在相同净空要求的情况下,与普通压型钢板的混凝土楼承板相比,建筑层高可降低30mm~50mm。这一方面减少混凝土用量,节约成本,另一方面减轻了结构的永久荷载。 
  三、提高工程质量,改善楼板的使用性能 
  ①上下层钢筋保护层厚度得到保证。钢筋间距排列均匀,位置固定,上层钢筋不会在浇筑混凝土过程中被踩下,上下层钢筋混凝土保护层厚度能保证符合设计要求。②减小裂缝宽度,改善楼板使用性能。与传统现浇钢筋混凝土楼板相比,钢筋桁架楼承板自重不在混凝土内产生拉应力,使用阶段负弯距区和下部混凝土的裂缝宽度减小,改善了楼板的使用性能。③双向刚度相等,有利于建筑物抗震。钢筋桁架楼承板计算时与普通现浇混凝土设计理论等同,而其钢筋桁架受力模式更为合理,能提供更大的刚度,且双向刚度一致,具有良好的抗震性能。钢筋桁架楼承板底部钢模板平整,钢筋桁架腹杆筋改善了楼板的受力性能,抗震性能最好。组合压型钢板双向刚度不一致,抗震能力差,其弱边(垂直肋)方向楼承板刚度比强边(顺肋)方向的刚度小的多,压型钢板在弱边方向不能起到受力钢筋的作用。④良好的受力模式,优于现浇板和压型钢板,钢筋桁架楼承板施工阶段最大无支撑跨度可做到5.2米。⑤隔声性能更加优越。带有一定肋高的压型钢板楼板厚度不均匀,楼承板平均厚度与钢筋桁架楼承板相当,钢筋桁架楼承板的隔声性能更加优越。 
  四、耐火、防腐蚀性能优越 
  ①具有可靠的耐火性能。普通压型钢板过火一定时间后,压型钢板与混凝土层易脱离,导致压型钢板混凝土楼板无法修复。而对于钢筋桁架楼承板,其受力钢筋完全被混凝土包裹,混凝土保护层厚度均匀一致,抗火性能较强。②无需防腐处理,使用年限完全等同于现浇板,减少后期的维护投入。钢筋桁架楼承板的底模采用镀锌钢板,具有防腐蚀功能,且此底模在楼承板使用阶段不代替受拉钢筋的作用,无需采用防腐涂料。尤其是焊栓钉时,透过镀锌楼承板把楼承板和钢梁焊在一起的,焊接时的电弧热把栓钉周围8mm范围的锌层都烧掉了,空气将通过楼承板与钢梁上表面之间的缝隙直接作用于无锌层的压型板,所以这部分的楼承板将首先被腐蚀,而栓钉也就失去把楼承板刚性固定在梁上的作用了,同时楼承板将会以点带面逐渐被腐蚀。而镀锌钢板无需考虑防腐年限的问题。 
  五、施工简单、废料少,有利于节能 
  ①施工简单便利。模板重量轻,搬运、堆放及安装都非常方便,节省了大量劳动力,改善了工人施工条件。与现浇板一样可直接打膨胀螺栓,不影响结构安全,吊挂方便简单。②安装便利。底模两侧设有搭扣,安装后板与板之间互相搭接,形成整体,既能增大刚度,又能防止漏浆。③节省电能。底模仅0.5mm厚,现场栓钉穿透焊接耗电量大量减少,减小现场对电的需求,节省能源。 
  基于以上优势,材料的综合经济成本相比传统的压型钢板减少10~30元/�O。同样,在施工中也要做到精细化管理,从深化设计到现场的施工都应进行严格的质量控制,以便达到优质工程的要求。下面将施工流程及相关阶段的质量控制阐述如下: 
  1.钢筋桁架模板订购及制作 
  1)产品订购。订购钢筋桁架模板时,应充分考虑产品的型号、长度、数量等内容。2)产品制作。在不影响现场安装工作的前提下,拟订生产计划。依据产品加工图及具体工程的材料统计表生产钢筋桁架模板。生产应严格遵守《钢筋桁架模板制造手册》Q/HDB05-2006中的有关规定。3)质量检验钢筋桁架模板应按企业标准《钢筋桁架模板》Q/HDB01-2006中的规定进行质量检验,严禁不合格产品出厂。4)产品储存。钢筋桁架模板可在工厂内的仓库或露天存放。在施工现场露天存放时,施工方必须采取防止产品生锈的包装。钢筋桁架模板的保管应采取措施防止产品受损;同时,存放应方便出库。5)产品出库。出库时,产品包装要考虑施工的需要,每捆上应标明安装区域。有关产品包装、标志和质量证明书应按企业标准《钢筋桁架模板》Q/HDB01-2006中的规定执行。6)产品运输。生产商、运输承担方、施工方应共同拟订详细的运输计划,保证施工现场供货及时。钢筋桁架模板水平叠放,绑扎成捆,捆与捆之间垫枕木,叠放高度不得超过三捆。 
  2.钢筋桁架模板搬入现场及存放   1)拟定计划。钢筋桁架楼承板的搬入及存放计划的拟定需考虑以下因素:起重设备、进场路线、质量检验以及露天存放。2)产品搬入。钢筋桁架楼承板运输到达施工现场后,根据产品明细表进行详细查验。查验后,采用起重设备卸货,沿事先拟定的进场路线,将产品搬运到存放处。钢筋桁架楼承板吊运时应轻起轻放,不得碰撞,防止钢筋桁架楼承板变形。钢筋桁架楼承板的装卸、吊装均采用角钢或槽钢制作的专用吊架配合软吊带来吊装,不得使用钢索直接兜吊钢筋桁架楼承板,避免钢筋桁架楼承板板边在吊运过程中受到钢索挤压变形,影响施工。软吊带必须配套,多次使用后应及时进行全面检查,有破损则需报废换新。若无专用吊架时,钢筋桁架楼承板下面应设枕木。如果将钢筋桁架楼承板堆放在起吊位置时,应按照钢筋桁架楼承板布置图及包装标识堆放,同时进行起吊工序。3)质量验收。钢筋桁架楼承板进场查验步骤如下:①检查每个部位钢筋桁架楼承板的型号是否与图纸相符合。②检查钢筋桁架楼承板的出厂合格证。③检查进场钢筋桁架楼承板的外观质量、几何尺寸、钢筋桁架的构造尺寸及钢筋桁架与底模的焊接质量是否符合相关要求。可依据企业标准《钢筋桁架模板》Q/HDB01-2006中相关规定进行。④检查完毕的钢筋桁架模板,根据其检查结果,分别做出明显标识,不合格的模板必须隔离保管,不得在工程上使用。4)存放管理。经检验的钢筋桁架模板,应按安装位置以及安装顺序存放,并有明确的标记。存放应考虑起重机的操作范围,钢筋桁架模板的变形以及安全。钢筋桁架模板在现场露天存放时,应略微倾斜放置(角度不宜超过10度),以保证水分尽快的从板的缝隙中流出,避免钢筋桁架模板产生冰冻或水斑。成捆钢筋桁架模板触地处要加垫木,保证模板不扭曲变形,叠放高度不得超过三捆。堆放场地应夯实平整,不得有积水。钢筋桁架模板应及时清理维护,保持钢筋桁架模板的整洁及防止钢筋生锈,存放时间不宜过长,从搬入存放到混凝土浇注完成不宜超过2周。 
  3.钢筋桁架模板吊装 
  1)吊装计划。根据工程情况,在决定安装部位先后的情况下,确定吊装的顺序及数量,选择合适的起重机。2)吊装准备及方法。起吊前应做好以下准备工作:①铺设施工用临时通道,保证施工方便及安全。②在梁上放设钢筋桁架模板铺设时的基准线。③在柱边等异形处设置支承件,确定剪力墙支模及钢筋工程完成。④应准备好钢筋桁架模板在钢梁上临时设置的垫木。⑤准备好简易的操作工具,如吊装用软吊带及零部件、操作工人劳动保护用品等。⑥对操作工人进行技术及安全交底。3)起吊前检查:①检查现场是否符合下述作业条件要求:⑴钢结构构件安装完成并验收合格。⑵剪力墙支模及钢筋工程完成。⑶钢筋桁架模板构件进场并验收合格。⑷钢梁表面吊耳清除。②起吊前对照图纸检查钢筋桁架模板型号是否正确。③检查钢筋桁架模板的拉钩是否变形。若变形影响拉钩之间的连接,必须用自制的矫正器械进行修理,保证板与板之间的搭钩连接牢固。矫正后的搭钩开口角度不应大于45度,防止出现搭钩之间连接不牢,造成漏浆。④底模的平直部分和搭接边的平整度每米不应大于1.5mm。4)吊装方法:①起吊时应密切注意钢筋桁架模板布置图和包装标记,避免发生吊装放置位置交错现象。②上层次梁安装前,先将下层钢筋桁架模板运输至安装位置,若次梁安装后再吊钢筋桁架模板,势必造成斜向进料,容易损坏钢筋桁架模板甚至发生危险;或由钢结构安装单位预留进料通道。 
  4.钢筋桁架楼承板安装 

  1)一般要求。依照模板平面布置图铺设钢筋桁架楼承板、绑扎板底钢筋及部分附加钢筋。平面形状变化处,应将钢筋桁架楼承板切割,补焊端部支座钢筋后,再安装。切割可采用机械切割或氧气切割。钢筋桁架楼承板跨过横梁,钢筋桁架腹杆脚部未支撑在横梁上时,在横梁处应补焊支座钢筋。钢筋桁架楼承板伸入梁边的长度,必须满足设计要求。楼承板长度方向搭接长度(指钢梁的上翼缘边缘与端部竖向支座钢筋的距离)不宜小于5d(d为钢筋桁架下弦钢筋直径)及50mm中的较大值;楼承板宽度方向底模与钢梁的搭接长度不宜小于30mm,确保在浇注混凝土时不漏浆。严格按照图纸及相应规范的要求来调整钢筋桁架楼承板的位置,板的直线度误差为10mm,板的错口误差要求<5mm。钢筋桁架楼承板铺设后做好成品保护,避免表面凹陷;施工过程中严格按顺序进行,逐步进行质量检查,安装结束后,进行隐蔽、交接验收。

     2)钢筋桁架楼承板安装。①施工顺序:⑴平面施工顺序:每层钢筋桁架模板的铺设宜根据施工图起始位置由一侧按顺序铺设,最后处理边角部分;⑵立面施工顺序:随主体结构安装施工顺序铺设钢筋桁架模板。②钢筋桁架模板安装宜在下一节钢柱及配套钢梁安装完毕后进行。③对准基准线,安装第一块板,并依次安装其它板。板与板之间的连接采用扣合方式,拉钩连接应紧密,确保在浇注混凝土时不漏浆。④钢筋桁架模板就位后,应立即将其端部竖向钢筋与钢梁点焊牢固;沿板宽度方向,将底模与钢梁点焊,焊接采用手工电弧焊,间距不大于300mm。⑤待铺设一定面积后,必须及时绑扎附加钢筋,以防钢筋桁架侧向失稳;同时必须及时按设计要求设临时支撑,并确保支撑稳定、可靠。⑥板端及板边与梁重叠处,不得有缝隙。

    3)附加钢筋工程及管线敷设。必须按设计要求设置楼板支座连接钢筋、负筋及分布钢筋。并应将其与钢筋桁架绑扎连接。楼板开孔处,必须按设计要求设洞边加强筋及边模,加强筋设置在钢筋桁架面筋之下,待楼板混凝土达到设计强度时,方可切断钢筋桁架模板的钢筋及钢板。切割可采用机械切割或氧气切割进行。板中敷设管线,正穿时可采用刚性管线,斜穿时由于钢筋桁架的影响,宜采用柔韧性较好的材料。由于钢筋桁架间距有限,应尽量避免多根管线集束预埋,尽量采用直径较小的管线,分散穿孔预埋。电气接线盒的预留预埋,可事先将其在底模上固定,允许钻φ30及以下的小孔,钻孔应小心,避免钢筋桁架模板的变形,影响外观或导致漏浆。在附加钢筋及管线敷设过程中,应注意做好对已铺设好的钢筋桁架模板的保护工作,不得在底模上行走或踩踏。禁止随意扳动、切断钢筋桁架;若不得已裁断钢筋桁架,应采用同型号的钢筋将钢筋桁架重新连接进行恢复。

   4)栓钉焊接。抗剪连接栓钉部分直接焊在钢梁顶面上,为非穿透焊;部分钢梁与栓钉中间夹有压型钢板,为穿透焊。钢筋桁架模板底模与母材的间隙应控制在1.0mm以内才能保证良好的栓钉焊接质量。钢筋桁架模板厚度大时板形易不规则、不平整,造成间隙过大。同时还应注意控制钢梁的顶部标高及钢梁的挠度,以尽可能的减小其间隙,保证施工质量。如遇钢筋桁架模板有翘起因而与母材的间隙过大可用手持杠杆式卡具对钢筋桁架模板临近施焊处局部加压,使之与母材贴合。     5)边模板安装。在工程中边模规格型号较多,施工前必须仔细阅读图纸,选准边模板型号、确定边模板搭接长度。安装时,将边模板紧贴钢梁面。边模板与钢梁表面每隔300mm间距点焊长25mm、高2mm的焊缝。全面检查,确保所有边模都已按施工图要求安装完毕,保证无漏浆部位的存在;边模板是阻止混凝土渗漏的关键部件,边模板拉线校直,调节适当后,利用钢筋一端与栓钉点焊,一端与边模板点焊,将边模固定。

   6)安装验收。施工过程中严格执行安装顺序,逐步进行质量及安全检验,安装结束后,应进行安装验收。检验主要包括以下内容:⑴每个部位钢筋桁架模板的型号;⑵支座竖筋及板边是否与钢梁焊接;⑶钢筋长度及排列间距;⑷检验栓钉焊接质量、数量及间距;⑸板边是否有漏浆可能;⑹钢筋桁架模板与剪力墙的连接;⑺临时支撑情况。 

  5.混凝土工程 
  1)混凝土浇灌,应符合国家标准《混凝土工程施工质量验收规范》GB50204中的有关规定。2)混凝土浇注过程中,应随时将混凝土铲平,严禁将混凝土堆积过高,高度不得超过0.3m和两倍楼板厚度中的较小者。3)混凝土振捣时,应采用平板振捣,禁止采用振捣棒振捣。施工缝处振捣时,应避免将已初凝的混凝土振裂。4)混凝土养护期间,楼板上应避免过大的施工荷载,以防影响钢筋与混凝土的粘结。5)设临时支撑时,小于8米的楼板,待混凝土的强度达到设计强度75%以上方可拆除支撑;大于8米的楼板,待混凝土的强度达到设计强度后方可拆除支撑。 
  钢筋桁架楼承板做为一种绿色环保的建材,使施工的流程的更简单化,安全性能更高。经过在南京汤山博物馆的应用中,给工程带来较高的经济和社会效益,在以后的超高层建筑中更能得到推广应用。

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