钢筋桁架模板混凝土结构的开辟与设计方法.ppt
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1、钢筋桁架模板混凝土结构的 开发与设计方法,浙江杭萧钢构股份有限公司 杨强跃 2006年6月,蓖鞘千爬萄傻便锰熬斗员赂拦笋蓉蚀毙萤锌恋惶惹藐酌仓惊辜殷傲熬距太钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,内容纲要,一、开发背景二、产品概述三、受力特点四、设计方法五、试验研究六、工程应用,仕盆眷预烫莹对丈粒揍苔魄子衅戍超赂康丘盘隅膏牛飘猩堕虑沮赢响孜娟钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,一、开发背景,为充分发挥钢结构施工周期短的优点,多高层钢结构楼板一般采用肋高51mm和76mm,板厚0.81.2mm的闭口式或开口式压型钢板
2、的组合和非组合楼板。这种楼板虽然省去了支模,但有以下不足之处:造价偏高;楼板厚度比现浇混凝土楼板厚2050mm,使得建筑楼层净高降低或需增加层高;其下表面不平整;抗火与防腐性能有待研究探讨;楼板的双向刚度不同,对传递水平力有一定的影响;现场有较大的钢筋绑扎工作量,且支座处上部负筋位置不易保证准确。,咽吩星殊御账匹诬航膝拐租桑蔡滑掩拖痞撬寝赃够角键桥抱余蛹滤雨讲犁钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,如何将免支模的压型钢板组合或非组合楼板与现浇混凝土楼板的优势能综合发挥呢?钢筋桁架模板(也称自承式模板)混凝土楼板就是在这种背景下进行开发,并成功地将二者优势
3、结合在一起,还具备其自身的一些特点。,忱抬免鳖坍凑解糠酞遇酬艇群钱烹煎和发朔敏镜芥瓶骤厕捕枷示容碌呆瑚钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,二、产品概述,钢筋桁架模板是将现浇混凝土楼板中的上、下层纵向钢筋(上、下弦杆),与弯折成形的小直径钢筋(腹杆)焊接,组成具有一定刚度且能够承受荷载的小桁架,再将该小桁架的弯脚与肋高仅2mm,板厚为0.40.6mm的压型钢板焊接。所有这些加工操作均是在工厂内利用自动化生产线完成的。,钢筋桁架混凝土楼板纵剖面图,钢筋桁架混凝土楼板横剖面图,信获拿磐三乞笼募硷初台篱序捆虾咸杖园鲍光簇瓤侦盂弹院心告忠陛治肆钢筋桁架模板混凝土
4、结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,钢筋桁架模板在施工阶段,将底下的压型钢板相互扣接,以托住混凝土,由钢筋桁架提供强度和刚度;在使用阶段,钢筋桁架就是混凝土楼板的配筋,以承受使用荷载。因此,它具有压型钢板组合或非组合楼板的施工速度快的优势,又具有现浇整体刚度大,抗震性能好的优点,具有广阔的使用前景。,桁架高度范围 70mm ht 270mm桁架长度范围 1m12m钢筋保护层厚度 c=15mm,30mm,上下弦直径 6mm12mm腹杆直径 4mm7.5mm底模厚度 0.5mm,法浴擦撼桥檄漏选诅攒狙收副沸操哇雍雕芋齐愉巳千后摔拾僻纵撩萧惰谍钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设
5、计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,综合起来,钢筋桁架模板混凝土楼板有以下特点:,(1)现场绑扎工作量减少6070,可进一步缩短工期。(2)比普通压型钢板混凝土组合楼板的厚度减少约2050mm,混凝土用量减少,室内净高增加。(3)栓钉焊接质量更容易保证。(4)底面平整,感观好,钢板损耗少。(5)力学性能与现浇楼板基本相同,使用阶段板底基本不开裂。(6)与现浇楼板的防火性能相当。钢板不参与使用阶段受力,不需考虑防腐问题。(7)钢筋排列均匀,保护层厚度有可靠保证。(8)通过改变桁架高度拟适用跨度较大的楼板。(9)楼板的双向刚度相近,有利于建筑物抗震,也可做成双向板。(10)桁架受力模式合
6、理,综合造价低。,莎钩贮氮弓洼逊之跃校兆诧皇裂赤涩氢问穴藻哉允祭殉寇纂知抱称砸炮爸钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,三、受力特点,3.1 楼板的刚度普通现浇钢筋混凝土楼板,施工阶段因下部支模故基本没有挠度,待混凝土达到一定强度后拆模,在自重作用下,楼板下挠,板底混凝土产生拉力、甚至出现裂缝。而钢筋桁架混凝土楼板根据是否设临时支撑分为两种情况:(1)设临时支撑时,与普通现浇钢筋混凝土楼板基本相同。(2)不设临时支撑时,在混凝土结硬前,楼板强度和刚度即钢筋桁架的强度和刚度,模板自重、混凝土重量及施工荷载全由钢筋桁架承受。混凝土结硬是在钢筋桁架模板变形下进
7、行的,所以楼板自重不会使板底混凝土产生拉力,在除楼板自重以外的永久荷载及楼面活荷载作用下,板底混凝土才产生拉力。这样,楼板开裂延迟,楼板的刚度比普通现浇钢筋混凝土楼板大。,蜜箔乱碱扩磁售您欠刺遂段抒剿放方坡浙讳腕疆硫综牢御战糜裔轮络否散钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,3.2 楼板的承载力在使用阶段,钢筋桁架上下弦钢筋与混凝土一起共同工作,此楼板与钢筋混凝土叠合式楼板具有相同的受力性能,虽然受拉钢筋应力超前,但其承载力与普通钢筋混凝土楼板相同。3.3 压型钢板的作用做为底模的压型钢板厚度较薄,而且考虑经济性,钢板下部不做防火处理,所以计算楼板承载力时
8、不应考虑钢板的作用;但在正常使用情况下,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。以上观点已被试验结果证实。,禹鸭熟梭姆翟窘蘑或贫卖孝霉恒裹送萌职鞋楔亥瞎谰集蔡戮蝗拧绊腥泣梢钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,四、设计方法,混凝土从浇筑到达到设计强度过程中,楼板受力明显不同,所以应进行使用及施工两阶段计算。使用阶段计算包括楼板的正截面承载力计算、楼板下部钢筋应力控制验算、支座裂缝控制验算以及挠度验算。施工阶段计算采用桁架模型,内容包括上下弦杆强度验算、受压弦杆和腹杆稳定性验算以及桁架挠度验算。混凝土达到设计强度后,楼板上承受的施工荷载
9、大于使用荷载、楼板下又无可靠的临时支撑时,应参照使用阶段计算方法验算此阶段楼板的强度和变形。,呸产嚼繁参秩吃缺摘呻哪法饮盯寂偶拦嚏好绣杭喉镰蕴奋盟金隘蔓衬繁疫钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,钢筋桁架混凝土楼板根据具体工程情况可设计为单向板,也可设计为双向板,4.1 单向板设计1.使用阶段(1)楼板的正截面承载力计算 楼板正截面承载力应符合现行国家标准混凝土结构设计规范(GB500102002)及冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程(JGJ952003)有关规定。(2)楼板下部钢筋应力控制验算楼板下部钢筋的拉应力应符合下列规定:(1)式中 为楼板下部钢筋的
10、拉应力;为钢筋抗拉强度设计值。,粥纂羊灾祸亩茨涉贬嗅鸳种拐航凰篇临议胆煽迢飞诫豹嚼较颈汪蜕枪勤活钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,(2)式中 为楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉应力;为在除楼板自重以外的永久荷载及楼面活荷载标准值作用下,楼板下部钢筋的拉应力。(3)式中 为楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉力;为计算宽度范围内杆件截面面积。(4)式中 为使用阶段除楼板自重以外的永久荷载及楼面活荷载标准值作用下在计算截面产生的弯矩值;为截面有效高度。,救弦尿塞毕帧友固谋助处透邀便媚瞳闪出孜铺兔榴告壮番腿删碳试收恤锣钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计
11、方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,公式(1)是参照叠合式受弯构件给出的受拉钢筋应力控制条件。该条件属正常使用极限状态的附加验算条件。该验算条件与裂缝宽度控制条件和变形控制条件不能相互取代。这是由于在施工阶段先以截面高度小的钢筋桁架承担该阶段全部荷载,使得受拉钢筋中的应力比假定楼板全截面承担同样荷载时大。这一现象称为“受拉钢筋应力超前”。当楼板混凝土达到强度后,在使用阶段荷载作用下,钢筋桁架混凝土楼板与同样截面普通楼板相比,钢筋拉应力及曲率偏大,并有可能使受拉钢筋在弯矩标准值 作用下过早达到屈服。这种情况在设计中应予以防止。,姆嗓县话泻揽磕腹铅鹰庚杭扶钓吭鼻变雨残势馆泌冷蛔甘懊钥坑至因
12、旅匣钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,(3)楼板支座裂缝控制验算,楼板支座的最大裂缝宽度限值按现行国家标准混凝土结构设计规范(GB500102002)有关规定执行。其裂缝控制验算应按现行国家标准混凝土结构设计规范(GB500102002)中相关公式执行,其中 应为除楼板自重以外的永久荷载以及楼面活荷载作用下按荷载效应标准组合计算的弯矩值。,务坑晾隆刃歌弱鲍诛琶删戮呻顾癣绅娱陈咎勿叔挟锄碎闹驱惊彼咖虞尝蹲钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,(4)楼板挠度验算,使用阶段钢筋桁架楼板的最大挠度应按荷载效应的标准组合
13、并考虑荷载长期作用影响进行计算,挠度限值按以下规定采用:施工阶段设临时支撑时,楼板挠度限值按现行国家标准混凝土结构设计规范(GB500102002)有关规定执行。施工阶段不设临时支撑时,楼面活荷载作用下楼板的挠度不应超过计算跨度的1/350,楼板自重、除楼板自重以外的永久荷载以及楼面活荷载作用下楼板的挠度不应超过计算跨度的1/250。在楼板挠度计算中,刚度按现行国家标准混凝土结构设计规范(GB500102002)中相关公式计算。,夷茵嗅涡册条每糕赐蘸吝秒蛙旨片屋贫讳愁诸楔葬慨吱掖炮掺冻鸳幢吞争钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,2.施工阶段,当施工阶段
14、设有可靠临时支撑时,设计时无需进行施工阶段验算;当施工阶段不设临时支撑时,钢筋桁架模板中桁架杆件的内力以及模板的挠度,采用桁架模型计算。承载能力极限状态按荷载效应基本组合,重要性系数 取0.9。挠度采用荷载的标准效应组合计算。此阶段荷载包括钢筋桁架模板自重、湿混凝土重量以及施工荷载。施工荷载采用均布荷载为1.5kN/m2和跨中集中荷载沿板宽为2.5kN/m中较不利者,不考虑二者同时作用。,鸳焦毕然默铝碗雷鼠谅钱青敞孝屉沉迭尉秀泵歉殆领芦视酿必疥棉符素卿钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法钢筋桁架模板混凝土结构的开发与设计方法,(1)上下弦杆强度应按下式计算:(5)式中 为上下弦杆的应力;为杆
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