楼板经济比较方—压线钢板与钢筋桁架楼承板.doc

楼承板介绍与传统板比较钢筋桁架楼承板 （内部交流资料）钢筋桁架楼承板简介钢筋桁架楼承板是将楼板中的钢筋在工厂加工成钢筋桁架，并将钢筋桁架与镀锌钢板在工厂焊接成一体的组合楼板。在施工现场，可以将钢筋桁架楼承板直接铺设在钢梁上，然后进行简单的钢筋工程，便可浇筑混凝土。使用该模板不需要架设木模及脚手架，底部镀锌压型钢板仅做模板用，不替代受力钢筋，故不需考虑防火喷涂及防腐维护的问题，并且钢筋排列均匀，上下两层钢筋间距及混凝土保护层厚度能充分得到保证，为提高楼板施工质量创造了有利条件。当浇筑混凝土形成楼板后，具有现浇板整体刚度大、抗震性能好、抗冲击性能好、防水性能好等众多优点。二钢筋桁架楼板优特点：钢筋桁架楼承板既具有压型钢板铺设施工速度快的优势，又具有现浇板整体刚度好，有利于抗震的优点。节约了材料用量，具有一定的经济效益，同时提高了楼板的施工质量，综合优势明显：l 良好的受力模式，优于现浇板和压型钢板。双向刚度好，防裂性能好。l 结构设计上镀锌钢板无防腐要求，区别于传统的组合楼板，使用年限完全等同与现浇板，减少后期的维护投入。l 防火性能好，结构耐火时间优于传统组合楼板，无需底面防火处理。l 施工速度快，工厂一次性完成传统楼板的75以上现场钢筋工作量以及替代了100的现场支模施工。节省了现场作业场地面积和材料。l 与压型钢板一样可直接打膨胀螺栓，不影响结构安全，吊挂方便简单。l 钢筋间距均匀，保护层厚度有充分保证，易于保证栓钉质量，最大可能的保障设计意图在施工中的实现，节省了施工管理成本和时间。l 在安装完后，钢筋桁架刚度优良，可提供良好坚实的施工平台。l 优越的经济性，降低了高成本的镀锌钢板的使用量，综合造价优势明显。l 平整的板底外观，底面处理方法多样灵活，可为用户提供多样的选择。l 使用年限等同与现浇板，比传统压型钢板楼板可减少后期的维护费用，解除后顾之忧。l 节省楼板的厚度，增加了楼层的使用净高。四与传统压型钢板技术优势1、第一代非组合压型钢板产生背景:20世纪末期，随着钢结构建筑的不断发展，传统现浇板的施工速度明显跟不上钢柱和钢梁的施工速度。影响整个结构的工程进度。同时由于现浇板的施工仍需要大量的模板和脚手架，这和钢结构的现场施工管理的要求产生巨大的偏差，从而使整个施工环节产生不匹配的现象。在此基础上，工程师们开发了一种无需支模、拆模，能提供施工平台的压型钢板开口板获得了迅猛发展，其作用为楼板的永久性模板。1.材料、板型1.1.材料：镀锌冷轧钢板，双面镀锌量不低于275g/m2，厚度不低于0.5mm，屈服强度不低于300Pa。1.2.板型：开口型、闭口型、缩口型国内生产的非组合楼板多数是开口板，一般肋高76mm，展开宽度各异，钢板利用率低，部分厂家可生产闭口板与缩口板，但仅做模板使用，属非组合压型钢板。1.3.最小楼板厚度：压型钢板板肋以上部分混凝土厚度须保证80mm以上。2.受力特点及计算2.1.受力：仅作为施工阶段模板使用，属于永久性模板，只验算施工阶段受力，在使用阶段不参与结构受力。可不考虑防火措施，但楼板整体厚度须满足规范要求（防火要求），即压型钢板板肋上部混凝土厚度须达到80mm。2.2.计算：非组合楼板可用PKPM软件计算，但是里面只有开口板板型，对于楼板可单独拿出来计算，对于一些大型压型钢板厂家都有技术标准可供选用。3.优缺点3.1.优点：3.1.1.国内应用较早，有国家规范，施工经验丰富，生产制作快速。3.2.缺点：3.2.1.板肋较高，楼板结构层厚度大，使建筑物净高减小，直接导致建筑整体成本增加。3.2.2.楼板下表面呈波浪形，板底不平整、不美观，楼板双向刚度不一致，抗震性能差，对于酒店、住宅等项目必须做吊顶。3.2.3.钢筋绑扎繁琐，钢筋间距不易保证，下部受力钢筋需要现场手工焊接短钢筋，效率缓慢，保护层厚度不易控制。3.2.4.单向板设计，只能通过增加整体钢板厚度才能满足较大跨度楼板施工阶段受力，造成材料浪费；双向板施工不便，必须牺牲肋高以下混凝土及板厚。3.2.5.管线敷设施工时，垂直与板肋敷设须放置在板肋上部，对于板厚较小的楼板会影响到上部钢筋施工空间。3.2.6.虽然单板的价格低廉，但是由于其施工繁琐，所需人工量大，综合造价反而偏高，经济效率低。3.2.7.目前已经出现二代、三代钢楼承板产品，市场缩小，主要应用在厂房等项目中，属于即将淘汰类产品。2、第二代组合压型钢板产生背景：20世纪90年代初期和末期，是多高层钢结构建设的高峰期，同时也是材料工艺与建筑技术进入高科技阶段的体现，普通开口板的出现解决了与钢结构配套施工。但由于其材料价格高，而在使用阶段又不考虑镀锌钢板代替受力钢筋的作用。楼板中混凝土和钢筋材料用量基本与现浇板持平或略高。所以造成普通开口板楼板整体价格基本是现浇楼板的1.6倍以上。考虑以上存在因素，工程师改进了普通开口板，在镀锌钢板上增加剪力槽，通过混凝土的握裹作用，形成两者的共同作用。由板肋提供竖向刚度，通过板肋形状与抗剪槽提供水平抗剪承载力，必须保证楼承板与混凝土紧密连接，通过调整厚度以调整楼承板刚度，使压型钢板在使用过程中参与楼板的受力，代替下部受力钢筋，从而节省了混凝土中钢筋的用量。1.材料、板型、有效宽度、展开宽度、钢板利用率、最小厚度、防腐年限1.1.材料：镀锌冷轧钢板，双面镀锌量不低于275g/m2，厚度不低于0.75mm，屈服强度不低于300Pa。1.2.板型：开口型、闭口型、缩口型1.2.1.目前国内生产的压型钢板主要用作非组合楼板，用作组合楼板的压型钢板需要有特殊的齿槽或压痕，代表板型只有澳大利亚来实2W、3W开口板、缩口板，台湾行家BD-40、BD-65闭口板等几种。1.2.2.剖面图1.2.3.实物图缩口板闭口板3W开口板1.3.有效宽度、展开宽度、钢板利用率第二代组合压型钢板板型肋 高（mm）有效宽度（mm）展开宽度（mm）利用率（）闭口板BD-404055598056.6%闭口板BD-6565555116047.8%2W开口板51915123074%3W开口板76915128071%缩口板51590102557%Ü 根据利用率可计算出每种板型的各种钢板厚度的每平方米自重，计算公式如下：Tmm厚度的钢板自重=T*7.85/利用率1.4.最小楼板厚度1.4.1.在楼板耐火1.5小时及免防火涂料的要求下的最小楼板厚度第二代板型在楼板耐火1.5小时及免防火涂料的要求下的最小楼板厚度闭口板110mm2W开口板130mm3W开口板150mm缩口板110mm1.5.防腐年限按照英国标准，一般热浸镀锌板在双面度量275g/m2、室内、干燥的条件下，首度需要防护的时间为22.5年。2.受力特点及选型计算2.1.受力特点 作为组合压型钢板，在施工阶段作为模板，承担施工阶段荷载，在使用阶段，钢板代替部分底部受力钢筋，和现场配置的钢筋一起承担楼板自重及使用荷载。2.2.选型计算 组合压型钢板设计选型时，须进行相关的弯曲、变形及承载力计算，可参考专业厂家提供的选型表，需根据楼板跨度、厚度和除楼板自重外的允许使用荷载进行查询；现场还需附加的钢筋有负弯矩钢筋、钢板本身提供的承载力不足的情况下须配置的板底受力钢筋、为防火考虑的抗火钢筋、为板面防止开裂考虑的分布钢筋网等。如负弯矩钢筋、附加板底受力钢筋需根据混凝土设计规范来设计配筋，抗火钢筋和分布钢筋网则需根据构造及经验来配置。3.优缺点3.1.优点：3.1.1. 压向钢板有特殊齿槽或压痕，提高了与混凝土的粘结力，可代替部分板底受力钢筋，一定程度上节省了工期及劳动力成本。3.1.2.对于闭口板，板底较开口板平整，美观，双向刚度得到提高。3.1.3.国内应用相对第三代钢筋桁架模板要早，国家规范收录。3.2.缺点：3.2.1.2W、3W板型板肋高，限制了板厚及建筑物净高，不宜在高层及超高层建筑中应用，且板底呈波浪形，双向刚度不一致，抗震性能差，容易造成楼板开裂。3.2.2.压向钢板设计代替板底受力钢筋时，存在极大的火灾安全隐患，受力的钢板处于迎火面，直接接触火焰，极易形成高温。一是使高温钢板强度减弱或消失；二是混凝土中的结晶水形成蒸汽并高压迫使钢板鼓包，钢板与混凝土将发生滑移和脱离，钢板与混凝土无法再共同工作，钢板代替受力钢筋的作用也随即消失，楼板在受力的情况下将被破坏。3.2.3.第二代组合压型钢板火灾后将无法修复：一是钢板受高温后，本身材质发生变化，强度及延性发生改变；二是钢板与混凝土脱离后，粘结接触面被破坏，钢板无法和凝固的混凝土在此粘结嵌固；三是钢板的防腐蚀镀层受高温氧化破坏，需重新刷涂防腐涂料，施工困难。特别是闭口板板肋为几乎闭合构造，无法修复。3.2.4.现场钢筋绑扎繁琐，钢筋间距及混凝土保护层厚度不易控制，需现场焊接短钢筋以控制保护层，采用垫块时施工质量难以保证。3.2.5. 单向板设计，只能通过增加整体钢板厚度才能满足较大跨度楼板施工阶段受力，造成材料浪费；双向板施工不便，必须牺牲肋高以下混凝土及板厚。3.2.6. 管线敷设施工时，垂直与板肋敷设须放置在板肋上部，对于板厚较小的楼板会影响到上部钢筋施工空间。3.2.7.钢板有防腐年限要求，镀锌层厚度要求高，但会增加材料成本。在施工时需对端部做除锌处理，否则将影响栓钉焊接质量。3.2.8.栓钉穿透钢板与梁焊接后，焊点周边至少8mm内钢板及镀锌层将被高温破坏，并以点带面使端部钢板被逐渐腐蚀，栓钉失去了固定压向钢板的作用，将会影响使用阶段压型钢板的锚固及与混凝土接触面发生滑移，从而影响到楼板的实际承载能力。3.2.9.由于考虑到其抗火及防腐方面的缺陷，设计师在设计时一般都会考虑在板底加配抗火钢筋（或称温度钢筋，作为火灾发生或的储备受力钢筋），加上分布钢筋、支座负筋等，在施工现场还需绑扎5070%左右的现场钢筋，施工繁琐，所需人工量较大，综合造价较高。3.2.10.目前已经应用第三代钢楼承板产品，第二代组合压型钢板市场逐渐缩小，对于防火及防腐要求较高的项目，加上设计师及业主的认可，将会选择有实质性改进的第三代钢楼承板产品钢筋桁架楼承板。3、第三代钢筋桁架楼承板产生背景：随着多高层钢结构的迅猛发展，对工程工期提出了更高的要求，钢结构构件工厂产业化生产大大缩短了工程工期，楼板的施工方法已是影响工期的重要因素。第一代、第二代压型钢板其板肋较高，使建筑物净高减小、楼板下表面不平整、双向板设计及施工困难、钢筋绑扎繁琐、钢筋间距及混凝土保护层厚度不好控制、存在严重的耐火及防腐缺陷等问题，必须解决。第三代钢筋桁架楼承板除具有前两代钢楼承板及现浇板的各种优点外，还具有自身的特点，技能充分发挥钢结构施工周期短、又具有施工质量容易控制的优势，得到市场的高度认可和好评。1.材料、板型、有效宽度、展开宽度、钢板利用率、最小厚度、防腐年限1.1.材料：镀锌冷轧钢板，双面镀锌量不低于120g/m2，厚度不低于0.5mm，屈服强度不低于260Pa。1.2.板型：钢筋桁架楼承板属于第三代钢结构配套楼承板，与普通的非组合压型钢板及组合压型钢板的板型有较大区别，是将混凝土楼板中的受力钢筋在工厂中加工成钢筋桁架，然后再与压型钢板电阻点焊为一体的钢楼承板产品。钢筋桁架采用高频电阻点焊组合，形成结构稳定的三角桁架，底部压型钢板板肋明显减小，只有2毫米，几乎等于平板。1.2剖面图1.3.有效宽度、展开宽度、钢板利用率第三代钢筋桁架楼承板肋 高（mm）桁架高度范围（mm）有效宽度（mm）展开宽度（mm）利用率（）TRUSS DUCK（TD）27027060060893.3%1.4.最小楼板厚度1.4.1.第三代钢筋桁架楼承板在最小厚度100mm且无刷涂防火涂料时，耐火时限为1.68小时，满足楼板防火要求。1.5.防腐年限1.5.1.钢筋桁架楼承板的防腐性能与传统现浇混凝土楼板等同，满足设计使用年限要求。底部镀锌钢板不参与底部受力，不影响防腐年限。相反，镀锌钢板具有一定的防腐蚀性能，对底部混凝土起到保护作用，防腐蚀年限优于传统的现浇混凝土楼板。2.受力特点及计算2.1.受力特点 2.1.1.作为最新一代钢楼承板，其受力模式更为合理，不再单纯依靠钢板提供施工阶段强度及刚度。2.1.2.其施工阶段强度和刚度由受力更为合理的钢筋桁架提供。2.1.3.在使用阶段，由钢筋桁架和混凝土一起共同工作。2.1.4.镀锌底板仅作施工阶段模板作用，不考虑结构受力，但在正常的使用情况下，钢板的存在增加了楼板的刚度，改善了楼板下部混凝土的受力性能。2.2.选型计算 2.2.1.钢筋桁架混凝土楼板根据工程情况可设计为单向板，也可设计为双向板，而不必遵守楼板长边与短边的长度比例关系，但设计为单向板时，在长边方向应布置足够数量的构造钢筋。2.2.2.在混凝土楼板从浇筑混凝土到达到设计强度的过程中，进行施工和使用两个阶段的计算。2.2.3.施工阶段进行上下弦钢筋的强度验算，受压弦杆和腹杆的稳定性验算，钢筋桁架的挠度验算三部分。2.2.4.使用阶段须计算四部分：楼板正截面承载力计算，板底受力钢筋应力控制验算，支座裂缝控制验算，挠度验算。2.2.5.为便于设计师在设计过程中快速、简便的选择合适的钢筋桁架楼承板型号，可参考设计选用表，表中的模板型号包含了常用的TD1TD7系列，桁架高度范围为70mm270mm的所有型号，相对应的楼板结构层厚度范围为100mm300mm。查表时，根据楼板厚度、跨度，除楼板自重的附加使用荷载情况即可查的相应型号及所需增设的负筋。3.优缺点3.1.优点：3.1.1.弥补了第一、二代压型钢板的缺陷，并具有自身的特性优势：3.1.1.1.受力模式合理、楼板整体性能优越，施工便捷、环保，工期有保证；第三代钢筋桁架楼承板采用钢筋桁架与镀锌底板相结合的模式，使得楼板的整体受力性能等同甚至优于传统的现浇钢筋混凝土楼板。相对于传统的现浇混凝土楼板，免去支模、拆模、钢筋绑扎等繁琐的施工工序，极大提高了楼板的施工速度，特别是对于高层建筑，对项目整体进度提供了一定的保证。传统现浇混凝土楼板第三代钢筋桁架楼承板3.1.1.2.板底平整、净高有保证，楼板双向刚度一致、抗震性能好；3.1.1.3.钢筋间距及混凝土保护层厚度有保证；钢筋桁架是通过进口设备自动焊接而成，上下弦及腹杆钢筋之间的节点间距稳定，混凝土保护层厚度可得到有效保证，给施工带来便利，为楼板质量提供保证。3.1.1.4.传统受力构造、钢板不参与受力、无需防火及防腐涂料，即安全又经济；3.1.1.5.双向板设计及施工简便，适用于大跨度楼板；设计成双向板时，只需在现场进行配置垂直桁架方向的受力及构造钢筋，下部钢筋可穿过桁架，置于下弦钢筋上部即可。对于跨度较大的楼板（如下图左，板跨6米）设计成双向板时，可增加楼板厚度和桁架钢筋直径；也可在跨中设置一道临时支撑，可节省钢筋用量，降低造价。3.1.1.6.钢板镀锌层合理、栓钉焊接质量可靠、端部无需穿透焊，楼板抗剪力增强；钢筋桁架楼承板两端自带支座竖筋，在铺板阶段即可与钢梁稳固焊接。端部栓钉可直接焊接在钢梁上，栓焊质量不受压向钢板影响。在使用阶段，支座竖筋与栓钉共同工作，抗剪作用增强。3.1.1.7.以客户利益为出发点，综合造价低；3.1.1.8.拥有特殊构造，可拆除底模，达到传统现浇混凝土楼板观感效果。对于不做吊顶项目，如酒店、住宅等可在浇筑完混凝土后将底模钢板拆除，经简单的砂浆抹灰，即可形成一半住宅、酒店的混凝土底板效果，即无需吊顶节省净空，又具有良好的观感效果，符合住户的传统观念需求。3.1.1.9.技术领先，可在钢筋混凝土项目中应用，同类产品在国外应用广泛。作为第三代钢楼承板，其应用领域已经延伸到钢筋混凝土项目中，因钢筋桁架楼承板的有利构造，端部自带竖向支座弯筋，使楼承板在铺设阶段端部可与混凝土梁良好稳固搭接，并在防漏浆、钢筋施工工期、单跨简支跨度、楼板钢筋与梁钢筋的锚固、楼板开洞处理、双向板施工都有很大优势。3.1.1.10钢筋桁架楼承板可在坡屋面中应用，发挥无需支撑，无需绑扎受力钢筋，施工无难度的优势。3.1.1.11.产品类型多样、应用领域广泛。目前为止，钢筋桁架模板已经在多层厂房、多高层钢结构办公、酒店、住宅建筑、超高层钢结构建筑、不规则楼面（圆形、椭圆、其它形状）钢结构建筑、降板结构、厚板结构、钢筋混凝土结构、钢筋桁架混凝土预制板等项目中得到应用，技术成熟，市场容量巨大。联系人： 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