钢筋桁架楼承板在钢筋混凝土结构中的应用.pdf

图1工厂加工成型 图2连成一体的组合楼层板 1钢筋桁架楼承板 钢筋桁架楼承板是将楼板中的钢筋在工厂加工 （如图1）成钢筋桁架，并将钢筋桁架与底模连接成 一体的组合楼层板（如图2）。 由于钢筋形成桁架，承 受施工期间荷载，底板可承托住湿混凝土，因此这种 技术可免去支模、拆模的工作和费用。 桁 架 受力 模式合理，选材 经济，板底外观 平整，综合造价 优势明显。钢筋 桁架楼承板的 结构受力一般 为单向板，也通 过加强横向钢 筋设计为双向 板。根据不同的 板跨及荷载，按 计算可以选择 不同的板型，即 不同的桁架高 度计钢筋直径。 由于钢筋桁架楼承板所形成的楼板与现浇混凝土楼 板性能基本相同， 因而无需满足建筑物使用年限的 要求，从而无需考虑后期维修的费用。力学性能与传 统现浇板基本相同，楼板抗裂性能好，耐火性能与传 统现浇楼板相当，优于压型钢板组合与非组合楼板。 2钢筋桁架楼承板在钢筋混凝结构中的设计 钢筋桁架楼承板在混凝结构中按支撑条件不 同，可以分为简支板和连续板。两者在正常使用状态 下，均可按连续板进行计算。根据不同甲方的要求及 具体的项目情况确定铺板的形式。 简支板一般布置形式为板面与梁面平齐，支好梁 模板后，绑扎梁钢筋，然后铺设钢筋桁架楼承板。 梁 板一起浇筑。施工阶段验算时，需按单块简支板进行 验算。 具体节点如图3。 钢筋桁架楼承板在钢筋混凝土结构中的应用 张浩翔 （深圳奥意建筑工程设计有限公司深圳518000） 摘要：随着我国建筑工业化的推进，近年来出现了不少创新的组合楼板的解决方案。 其中钢筋桁架楼承板在钢结构工程 中已大量应用。 本文结合实际工程情况，着重介绍钢筋桁架楼承板在钢筋混凝土结构中的应用。 关键词：钢筋桁架楼承板 广东土木与建筑 GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING2013年6月 第6期 JUN 2013 No6 Application of Steel-bar Truss Deck to the Reinforced Concrete Structures Zhang Haoxiang （Shenzhen A+E Design Co.，Ltd.Shenzhen 518000，China） Abstract：With the development of industrialization of construction，there have been many innovative solutions for composite slabs in re- cent years. Steel-bar truss deck has been applied to the steel construction widely. This paper focuses on the application of steel-bar truss deck to the reinforced concrete structures in the actual project situation. Keywords：steel-bar truss deck 图3简支板标准节点 临时支撑 拉杆 20 80008000 2700260027002700270027002600 600 600 1600 图5基本柱网布置形式 单块模板长 底模断开区域底模断开区域 张浩翔： 钢筋桁架楼承板在钢筋混凝土结构中的应用 连续板一般布置形式为板底与梁面平齐，钢筋 桁架楼承板有2跨及以上是连续的，在中间次梁的 位置去掉底板，支好梁模后绑扎梁钢筋，然后铺板。 梁板可一次浇筑，也可先浇筑梁，过两天再浇筑板； 也可先浇筑好梁，再铺设楼承板，然后浇筑板混凝 土。 板二次浇筑有利于板面混凝土平整度的控制及 一次抹平压光。 但梁板之间需设置有连接钢筋，保 证梁板的可靠连接。 施工阶段验算时，钢筋桁架楼 承板按实际的板跨布置进行计算。 具体节点如图4。 3钢筋桁架楼承板在某钢筋混凝结构中的 应用实例 某工程由于业主的工艺布置需求和底层车位的 需要，采用的是16m8m的柱网。钢筋混凝土的结构 体系，使这种柱网形式适宜于采用下列主次梁布置 方式，如图5所示。 本工程业主对楼面要求较高，需 一次抹平压光，我们最终按连续板的方式布置。 由图5可见，2道16m长的主梁和2道16m长 的次梁，形成4个板承支点，可以布置3跨连续的钢 筋桁架楼承板，总长8m，每跨约为2.7m。 像布置单 向板一样，将钢筋桁架铺满，再在16m长的主梁上 加设板面负筋，使端头的简支连接变成固端连接，最 后浇注板面混凝土，形成整体楼板。 4主要计算方法 本工程设计和施工过程中遵循的主要规范是 CECS 273:2010组合楼板设计与施工规范，该规 范规定了钢筋桁架楼承板的基本计算方法、 控制指 标和构造要求。同时，钢筋桁架作为一种微观的钢结 构桁架体系，按市场需求，尺寸各有不同。 钢筋桁架 楼承板是半成品工业产品， 因此出厂时产品应符合 JG T 368-2012钢筋桁架楼承板的要求，同时满 足公司各自的企业标准。为方便结构设计，很多钢筋 桁架楼承板的供应厂商，为设计人员提供了简易的计 算程序或表格，可省去繁杂的结构计算过程。 结合本工程的主次梁布置特点， 标准跨部分按 均布3跨（2.65m+2.70m+2.65m）连续板进行施工阶 段和使用阶段的验算及设计。 5停车库部分计算分析 本工程停车库部分选取TD3-80模板型号钢筋 桁架楼承板进行验算， 分为3跨连续模板施工阶段 验算和连续单向板中间跨使用阶段配筋计算两种。 5.13跨连续模板施工阶段验算（详细计算过程略， 以下同） 计算参数取值如下：结构重要性系数g=0.9 ，模 板净跨Ln=2.4m，模板在梁上的支承长度a=200mm， 计算跨度L0=2.8m，永久荷载分项系数gg=1.2，可变荷 载分项系数gq=1.4，混凝土楼板厚度h=120mm，桁架 高度ht=80mm；上弦、下弦的钢筋直径D1=10mm，D2= 8mm， 腹杆钢筋直径Dc=4.5mm， 下保护层厚度C2= 15mm， 混凝土容重g=26kN m3； 模板计算宽度b= 188mm，截面惯性矩I0=2.232105mm4；钢筋抗压强度 设计值fy=360N mm2，抗压强度设计值fy=360N mm2， 强度标准值fyk=400N mm2，弹性模量Es=2105N mm2。 施工阶段活载分2种工况：工况1的均布活荷载 P1=2.5kN m2；工况2的集中活荷载P2=3.0kN m。 通过标准三跨的内力组合计算，比较后得知，工 图4连续板标准节点 钢筋混凝土梁 10150 楼承板底模 上弦连接钢筋188 上部分布筋 下部分布筋 L30L30 板厚h （现场配） （现场配） （现场配） JUN 2013No62013年6月第6期 21 况1较大。 由工况1计算可得：跨中最大弯矩标准 值Mk=0.78kNm，设计值M=0.90kNm；支座最大弯 矩标准值MBk=0.97kNm，设计值MB=1.12kNm；最大 剪力设计值V=2.12kN。继续计算，得到跨中处上弦钢 筋受压应力sc=162.07N mm20.9fy； 跨中处下弦钢筋 受拉应力st=126.61N mm20.9fy，支座处上弦钢筋受拉 应力st=201.72 N mm20.9fy，支座处下弦钢筋受压应 力sc=157.60 N mm20.9fy，强度均满足要求。 对受压上弦杆、受压下弦杆和腹杆分别进行稳 定性验算，均满足要求。 施工期间挠度f=11.87mm，施工结束后f=5.47mm， 挠度限值为minL0180，20mm=15.56mm，挠度验算 满足要求。 5.23跨连续单向板使用阶段配筋验算 结构重要性系数g=1.0，板净跨Ln=2.4mm，支座 宽度400mm，板跨度L0=2.8m，上保护层厚度C1=25mm， 混凝土强度等级C30， 混凝土抗压强度设计值fc= 14.3N mm2， 混凝土抗拉强度设计值ft=1.43N mm2， 混凝土抗拉强度标准值ftk=2N mm2，弹性模量Ec=3 104N mm2。 其它未注明条件的数据同。 使用阶段 恒载gk=4.62kN m2，活载qk=5.0kN m2。 采用考虑塑性内力重分布的分析法，可知板的 跨中板底和支座板面钢筋均满足要求 （计算过程 略）。 再计算板跨中和支座的裂缝及跨中挠度，均符 合要求。 6大货架区部分计算分析 本工程在大货架区域设计活荷载标准值为13kN m2，板厚150mm。 选TD3-110模板型号钢筋桁架楼 承板进行验算。 计算模式和未注明的基本计算参数 与停车库部分相同。 6.13跨连续模板施工阶段验算 混凝土楼板厚度h=150mm，桁架高度ht=110mm， 上弦钢筋直径D1=10mm，下弦钢筋直径D2=8mm，腹杆 钢筋直径Dc=5mm， 模板截面惯性矩I0= 3.66105mm4。其它同停车库部分的基本计 算参数。 施工阶段活载分两种工况：工况 1为均布活荷载P1=2.5kN m2； 工况2为 集中活荷载P2=3.0kN m。 通过标准3跨 的内力组合计算、比较后得知，工况1较 大，计算结果均满足要求。对受压上弦杆、 受压下弦杆和腹杆分别进行稳定性验算， 均满足要求。施工期间和结束后挠度验算满足要求。 6.23跨连续单向板使用阶段配筋验算 使用阶段恒载gk=5.4kN m2，活载qk=15.0kN m2。 其它同停车库部分的基本计算参数。 采用考虑塑性 内力重分布的分析法，可知板的跨中板底和支座板面 钢筋均满足要求。另外，板跨中和支座的裂缝，及跨中 挠度，也均符合要求。 计算过程略。 7设计及施工的注意事项 7.1因建筑功能的不同要求， 局部的梁板布置不能 按标准的均布3跨进行布置，甚至柱网也会不同。 这 些位置可能会有局部降板、翻边、悬挑板，还有可能板 跨较大。这些区域都会引起钢筋桁架楼承板的布置变 化，宜在通用节点图纸中统一表示。 7.2在板跨较大或局部荷载较大的区域，可适当增 加小次梁，以减小板跨；也可以改变板型，选用板厚 较厚的钢筋桁架楼承板。若选用了板厚较厚的钢筋桁 架楼承板， 与之相连的梁顶标高应随较厚板厚调整。 在楼梯、电梯、扶梯附件区域，钢筋桁架楼承板的铺 设应满足楼梯、电梯、扶梯的特别要求。 7.3当钢筋桁架楼承板在梁两侧的布置方向垂直 时，需在梁顶加设板面负弯矩钢筋，以保证整体连接， 如图6所示。 7.4根据本工程业主要求，板底不做二次装饰，故设 计时加大了底板的镀锌量，采用160g m2，最终达到 了良好的效果（如图7），得到了业主好评。 7.5本工程设计中，所有屋面板均没有使用钢筋桁 架楼承板，还是常规的现浇混凝土梁板体系，以保证 防水混凝土自防水效果。 7.6施工中特别注意按施工图纸铺板方向进行铺 设，不得随意转向。若采用先浇梁后铺板的施工方案， 一定要保证构造钢筋预埋位置的精度，不然就容易碰 到钢筋桁架楼层板的钢筋而影响铺板的平整性。 （下转第39 页） 图7施工后的板底效果图6附加面筋 外加负弯矩钢筋 广东土木与建筑JUN 2013No62013年6月第6期 22 表3流程分析结果 序号过程输入失效模式拟改进措施 1补平压力均匀性压力控制不均匀补平机设计改进 2补平加压速度速度不稳定补平机设计改进 3切割切割平台摆动过大切割机设计改进 4补平硫磺胶泥稠度稠度不合适加热工艺优化设计 5补平硫磺胶泥加热温度不合适加热工艺优化设计 6切割直线导轨磨损定期分析检查、更换 7补平补平板水平度、平整度不平整补平机设计改进 8打磨夹具磨损定期分析检查、更换 9补平熟练程度不熟练能力比对，加强培训 10打磨芯样表面圆周度圆周度不佳取芯机、打磨夹具优化 比较 参数 实施 改进前 实施 改进后 平均值26.528.3 标准差12.96.2 Cpk0.731.45 Ppk0.661.53 六西格玛 水平 1.984.59 表4改进前后芯样垂直度 过程能力比较 王元光等： 六西格玛管理方法在芯样加工质量控制中的应用JUN 2013No62013年6月第6期 改进、硫磺胶泥加热温度优化设计等方法来实现过 程的优化，管理上主要通过直线导轨、夹具等部件的 磨损与更换的控制优化、加强试验人员岗位培训等。 4改进后过程能力分析 针对流程分析得出的10个改进关键点实施技 术改进与管理改进后，对芯样加工垂直度过程能力 重新进行评估，其结果如图4和表4。 由过程能力分析结果可以看出， 通过改进后，芯样加工质量的过程能 力得到大幅提高，西格玛水平由1.98 提高至4.59，过程趋于稳定。 5结束语 通过将六西格玛管理方法导入 芯样检测技术中，对芯样加工质量进 行了改进，提高了芯样加工过程的稳 定性和试验结果的准确性。 然而，指 标本身是一个动态的过程，由于补平 材料、设备仪器损耗、芯样表面质量 等因素的变化和工艺的需要，指标体 系需要不断的维护、控制、完善，以保 证对各工序的持续改进，因此需要对 测量系统、过程能力以及关键X因子 进行定期的观测监控，以保证过程的 稳定。 参考文献 1CECS 03:2007钻芯法检测混凝土强度技术规程S 2 马林，何桢.六西格玛管理M.北京：中国人民大学出 版社，2004 3 （美）潘迪，（美）纽曼，（美）卡瓦纳著，马钦海，陈桂云译. 六西格玛管理法M.北京：机械工业出版社，2011 1111111111111111111111111111111111111111 图4改进后芯样垂直度过程能力 7.7施工中因现支梁模后绑扎梁钢筋，此阶段中因 没有板的模板，绑扎的工作面很小，一定要做好安全 防护措施，如满拉防护网等，保证施工安全。 8总结 钢筋桁架楼承板以前多应用于钢结构项目中。 最近几年由于混凝土结构施工成本的变化，以及某 些项目的特殊要求，钢筋桁架楼承板也越来越多的 应用到混凝土结构中。 桁架受力模式合理，选材经 济，板底外观平整，综合造价优势明显。 特别是在本 项目设计项目中，楼面板要求较高的平整度，使用钢 筋桁架楼承板更符合甲方的相关要求， 并得到业主 的好评。 参考文献 1CECS 273:2010组合楼板设计与施工规范S 2JG T 368-2012钢筋桁架楼承板S 3GB 50010-2010混凝土结构设计规范S （上接第22 页） 39