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钢筋桁架楼承板与压型钢板组合楼板经济技术比较

发布时间:2020/05/15 点击量:
对乌鲁木齐绿地中心三期超高层项目楼板,采用开口型、闭口型压型钢板楼承板与钢筋桁架楼承板进行了配筋。对建筑使用效果、受力、防火、防腐等性能及材料造价、施工速度、施工造价进行了对比,综合评定,最终本项目推荐采用钢筋桁架楼承板。
 
钢筋桁架楼承板和组合楼板是两种常用的楼盖结构形式。 有以下为几种典型的楼承板形式:
 
(1)开口型压型钢板。这种楼承板是将镀锌钢板轧制成如图1所示的波纹状,且在钢板上压制压痕,以增加压型钢板与混凝土的粘接咬合作用。这种板型板底不平整,且楼板厚度较大,属于最早期的楼承板形式,目前仅在一些小型工程上应用,属于未来将被淘汰的楼板形式,近年来的超高层建筑中应用很少。
 
典型开口型压型钢板
图1 典型开口型压型钢板
 
(2)缩口型压型钢板。这种板型将镀锌钢板轧制成如图2所示板底平整的形式,波槽区域的长度远大于波顶区域,波顶区域被轧制成为有一定开口宽度的燕尾形。这种板型属于开口板的改进形式。
 
典型缩口型压型钢板
图2 典型缩口型压型钢板
 
(3)闭口型压型钢板。这种板型和缩口型的形式基本一致,区别在于将燕尾形状底部缩口区域封闭,如图3所示。这种板型在近年来的超高层建筑中有大量应用。
 
典型闭口型压型钢板
图3 典型闭口型压型钢板
 
(4)钢筋桁架楼承板 。钢筋桁架楼承板是将楼板中的受力钢筋在工厂内焊接成钢筋桁架,将钢筋桁架与镀锌钢板焊接成整体,形成模板和受力钢筋一体化的楼板形式,如图4所示。这种楼板是近年来工程领域的最新成果,由于解决了以往楼承板只能作为单向板设计且板块跨度较小的问题,推出以来广受欢迎,在最新的超高层建筑中得到了很多应用。
 
典型钢筋桁架楼承板
图4 典型钢筋桁架楼承板
 
其中,闭口型楼承板可认为是缩口型楼承板的改进形式,经调研,目前市场上缩口型楼承板产量和使用量均非常小,故本文对此种形式不做具体讨论。
 
一、不同楼板方案对比
 
1、不同楼板方案的建筑效果对比
 
 
不同楼板方案的建筑效果对比
 
2、不同楼板方案的结构受力性能对比
 
 
不同楼板方案的结构受力性能对比
 
3、不同楼板方案的耐火性能对比
 
 
不同楼板方案的耐火性能对比
 
4、不同楼板方案的防腐性能对比
 
 
不同楼板方案的防腐性能对比
 
5、不同楼板方案的混凝土板厚、配筋及钢板厚度比较
 
取本项目(乌鲁木齐绿地中心三期 A 塔楼部分)办公标准层有代表性的楼板区域进行计算,并进行经济性对比分析。计算区域如图5所示,板跨为 3.2m×11.1m。施工活荷载为1.5kN/㎡ ,附加恒荷载为2.7kN/㎡ ,活荷载为4.0kN/㎡ 。
 
楼板计算区域
图5 楼板计算区域(单位:mm)
 
楼板设计的受力形式分为组合楼板和非组合楼板两种。主要区别在于非组合楼板仅需验算楼板施工阶段荷载,且不需要满足防火要求。组合楼板需要对施工及使用阶段荷载进行验算,且需要满足防火要求。楼板按照组合楼板设计,优势在于可以计入压型钢板的受力作用,部分取代楼板中的钢筋。按照《高层建筑防火规范》要求,本项目楼板防火等级为一级,如按照组合板设计,在板底喷覆的防火涂料需达到耐火2h的要求。
 
各种典型楼板计算后配筋图见图 6~ 图 9。
 
开口板压型钢板楼板
图6 开口板压型钢板楼板
 
闭口板压型钢板楼板
图7 闭口板压型钢板楼板
 
钢筋桁架板楼板
图8 钢筋桁架板楼板
 
三种楼板板顶配筋
图9 三种楼板板顶配筋
 
6、不同楼板方案的施工周期及施工经济性对比
 
楼承板施工过程为:钢梁安装→ 楼承板布设→ 焊接栓钉→ 绑扎钢筋→ 埋设管线→ 混凝土浇筑。其中,三种板型的施工过程除了现场绑扎钢筋这一步骤外,其余步骤均区别很小。对楼板钢筋绑扎施工工作量及造价进行了对比,如表5所示。
 
现场钢筋绑扎示意及分析
表5 现场钢筋绑扎示意及分析
 
结语
 
综上所对比分析,钢筋桁架楼承板建筑效果好,比其他方案可以提高建筑净空 30~ 50mm,且楼板底部平整,在无特殊要求无需吊顶(如设备间等);受力性能优,可以双向受力,施工阶段刚度大,跨越能力强,能够适应多种楼板分隔,尤其在无法设计成单向板的区域,优势非常明显;防火性能强,与现浇楼板的防火性能相当,受力钢筋完全被混凝土包裹,混凝土保护层厚度均匀一致,任何情况下都无需喷涂防火涂料,防火性能非常优越;防腐性能好,钢板仅作底模使用,钢筋桁架被混凝土完全包覆,防腐效果优越;施工速度快,钢筋桁架楼承板现场绑扎钢筋工作量最少,能够大大缩短楼板施工周期,具有非常显著的经济优势;综合造价低,桁架板受力模式合理,镀锌钢板的厚度薄,利用率高。经计算,与普通压型钢板组合楼板相比,综合造价最低。
 
钢筋桁架楼承板作为一种先进的楼板施工技术,建筑效果好、受力性能优、防火性能强、防腐性能好、施工速度快、综合造价低,具有生产效率高、适用范围广、安装方便、绿色节能等优点。最终推荐本项目采用这种楼板形式。编辑:刘军,高晨星 新疆维吾尔自治区建筑设计研究院
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