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钢筋桁架www.4355.com在装配式住宅中的应用

发布时间:2019/07/25 点击量:
为了推动装配式建筑的发展应用,近期,我国出台了一系列的政策文件。2016年2月6日,《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》(中发[2016]6号)提出:“力争用十年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”;2016年9月14日,国务院常务会议提出“以京津冀、长三角、珠三角城市群和常住人口超过300万的其他城市为重点,加快提高装配式建筑占新建建筑面积比例”;2016年9月30日,国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的引导意见》(国办发[2016]71号),提出了具体的发展装配式建筑的要求;2016年12月20日,《国务院关于印发“十三五”节能减排综合工作方案的通知》(国发[2016]74号),提出“实施绿色建筑全产业链发展计划,推行绿色施工方式,推广节能绿色建材、装配式和钢结构建筑”。
 
在装配式建筑的推广应用中,钢结构装配式住宅的应用是当下的重点,不过也有一些技术应用上需要进一步研究突破的课题。钢结构住宅要实现装配化,楼盖体系占有重要地位。
 
合理的、完善的楼盖体系,将影响到整个工程的装配化程度、施工进度、造价等方面,因此,分析研究目前适合装配化的楼盖体系(钢筋桁架www.4355.com-混凝土组合楼板)的特点和应用技术,对于完善钢结构装配式住宅体系具有非常重要的意义。
 
一、钢结构住宅体系中几种常用楼板
 
目前,钢结构住宅体系中楼板的形式较多,但应用最多的三种楼板分别是传统的现浇钢筋混凝土楼板、压型钢板-混凝土组合楼板和装配式钢筋桁架www.4355.com。
 
1、现浇钢筋混凝土楼板
 
现浇钢筋混凝土楼板在钢结构住宅中前两年有较多的应用,其特点是楼板较薄,用钢量省,楼板表面平整美观,但现场作业过多,需要支模板,工期长,不能有效地实现楼板的装配化。所以,单一的现浇钢筋混凝土楼盖体系已经不适合装配化建筑的发展要求。
 
2、压型钢板-混凝土组合楼板
 
压型钢板-混凝土组合楼板采用压型钢板作为现浇混凝土的永久性模板,克服了现浇钢筋混凝土楼板的层层支模、施工繁琐的缺点。压型钢板根据其使用功能的不同可以分为两类,一类是压型钢板只在施工阶段作模板用,使用阶段不考虑其受力;另一类是压型钢板除了在施工阶段作模板之外,在使用阶段还兼作楼板受力钢筋。
 
压型钢板-混凝土组合楼板应用于钢结构住宅带来的问题是楼板较厚,在层高一定的情况下,减小了房间的净高;压型钢板下表面不平整,后期需要装修处理,影响进度和造价;压型钢板一般采用镀锌钢材,尤其是压型钢板作为试用阶段受力时带来防火防腐问题,表面需要刷防火涂料,增加了工程成本;而且钢筋绑扎繁琐,采用双向板时施工困难。
 
3、钢筋桁架www.4355.com-混凝土组合楼板
 
钢筋桁架www.4355.com是将楼板中的钢筋在工厂加工成钢筋桁架,底部与底模连成一体形成组合模板。施工阶段桁架提供刚度,与底模一起承受混凝土自重及施工荷载,使用阶段钢筋作为受力筋与混凝土一起承受使用荷载。
 
钢筋桁架www.4355.com受力简单、直观,钢筋桁架在施工阶段为模板提供刚度,并在使用阶段受力,因而得到了充分利用,而且大大减少了钢筋的现场绑扎,有利于机械化生产;浇筑混凝土后整体刚度大,抗震性好;施工完成后楼板下表面平整,也不需要进行防腐防火处理,大大节约了成本。
 
二、钢筋桁架www.4355.com-混凝土组合楼板的设计及选用
 
钢筋桁架www.4355.com立面图及剖面图如图1和图2所示。其设计包括使用阶段和施工阶段的计算两部分,使用阶段的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、裂缝控制验算及挠度验算;施工阶段的计算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。
 
钢筋桁架www.4355.com立面图
图1钢筋桁架www.4355.com立面图

钢筋桁架www.4355.com剖面图
图2钢筋桁架www.4355.com剖面图
 
在实际工程应用中,www.4355.com由生产厂家设计、生产,设计人员只需要结合楼板尺寸及配筋,根据国家标准选用相关规格即可。本文侧重于钢筋桁架www.4355.com的应用,结合工程案例,重点先容如何根据计算配筋选用钢筋桁架www.4355.com。
 
某工程楼板设计条件如下:混凝土强度等级C30,钢筋强度等级为HRB400,钢筋保护层厚度为15mm,填充部分为厨房和卫生间,楼板下降100mm。该工程按照双向板考虑,提出了两种设计方案。
 
1、设计方案一
 
1)钢筋桁架www.4355.com型号的选用
 
遵循的原则:以实现装配化为主要目标,www.4355.com厚度要根据跨度满足施工阶段作为模板的刚度要求,同时下弦钢筋要满足受力筋数量;对于跨度较大的板,可以考虑在跨中设置一道支撑,以减小www.4355.com厚度,起到节约钢筋的效果;www.4355.com型号不宜太多,以减少加工制作和施工的成本。
 
结合以上原则,如图3所示,共采用两种楼板厚度,厨房⑤、卫生间⑧为120mm,其余为130mm。型号选用见表1(按照JG/T368—2012《钢筋桁架www.4355.com》中的表B.2选用)。
 
设计方案一结构平面布置图
图3设计方案一结构平面布置图

钢筋桁架www.4355.com的选用
表1方案一钢筋桁架www.4355.com的选用
 
2)www.4355.com铺设方向
 
钢筋桁架www.4355.com本身为单向受力,一般沿短跨方向铺设并兼顾连续的原则,如图3所示。“”为铺设方向。
 
3)楼板中钢筋的配置
 
钢筋桁架www.4355.com本身上弦和下弦的钢筋均可以作为受力钢筋,此外还需要配置以下几种钢筋:垂直于桁架方向的底部和上部受力筋(一般通长布置);平行于桁架方向的支座附加钢筋;钢筋桁架www.4355.com顺向断开搭接缝处;钢筋桁架www.4355.com垂直断开搭接缝处。
 
(1)垂直于桁架方向的底部和上部受力筋配置:由于钢筋桁架www.4355.com为单向钢筋,而楼板按照双向板设计,所以在垂直于桁架方向底部和上部要配置受力筋,配筋大小由计算确定。该工程垂直于桁架方向除图中另外标注外,上下均通长配置直径8@200mm(As=251mm2)钢筋,①号板和②号板在垂直于钢筋桁架方向直径8@200mm不能满足要求,故单独配置上部直径10@200mm(As=393mm2),下部直径8/10@200mm(As=322mm2),如图3所示。
 
(2)平行于桁架方向的附加钢筋:由于本设计方案选用的www.4355.com型号HB2-100上弦钢筋为直径10@188mm(As=415mm2),HB2-90上弦钢筋为直径8@188mm(As=265mm2),均满足上部钢筋面积要求,不需要附加钢筋。
 
(3)钢筋桁架www.4355.com顺向断开搭接缝处:为保证钢筋连续,上下均需配置钢筋,其直径和间距与钢筋桁架的上弦和下弦钢筋相同,尺寸如图4所示。
 
钢筋桁架www.4355.com顺向断开搭接缝处配筋
图4钢筋桁架www.4355.com顺向断开搭接缝处配筋
 
(4)钢筋桁架www.4355.com垂直断开搭接缝处:上部需配置钢筋,直径与间距与钢筋桁架上弦钢筋相同,尺寸如图5所示。
 
钢筋桁架www.4355.com垂直断开搭接缝处配筋
图5钢筋桁架www.4355.com垂直断开搭接缝处配筋
 
2、设计方案二
 
1)钢筋桁架www.4355.com型号的选用
 
遵循的原则:由于住宅板跨较小,钢筋面积多数为构造配筋,钢筋桁架www.4355.com为满足施工时不设置支撑的刚度要求,桁架钢筋较大,通过在楼板中间设置少量支撑从而减小www.4355.com厚度,以节约钢筋用量,达到降低造价的目的;同时兼顾一定的装配化。
 
结合以上原则,如图6所示,共采用两种楼板厚度,房间②为130mm,其余为120mm。型号选用根据板厚与方案一相同。
 
设计方案二结构平面布置图
图6设计方案二结构平面布置图
 
2)www.4355.com铺设方向
 
如图6所示,“↔”为铺设方向。
 
3)楼板中钢筋的配置
 
钢筋配置种类与方案一相同。
 
(1)垂直于桁架方向的底部和上部受力筋配置:本方案垂直于桁架方向除图6中另外标注外,上下均通长配置直径8@200mm(As=251mm2)钢筋,①号板和②号板在垂直于钢筋桁架方向直径8@200mm不能满足要求,故支座上部附加直径8@200mm(As=251mm2),如图6所示。
 
(2)平行于桁架方向的附加钢筋:由于本设计方案选用的www.4355.com型号上弦钢筋均满足上部钢筋面积要求,不需要附加钢筋。
 
(3)钢筋桁架www.4355.com顺向断开搭接缝处和垂直断开搭接缝处的配筋:与方案一相同。方案二与方案一最大的不同在于大部分板厚由130mm变为120mm,钢筋桁架www.4355.com的钢筋由直径10mm变为直径8mm,大大节省了钢筋用量,但由于需要设置一些支撑,也降低了装配化程度。
 
三、结语
 
钢筋桁架www.4355.com-混凝土组合楼板在钢结构装配式住宅中的应用越来越多。上面通过工程案例进行设计分析,对于设计人员进行相关设计具有一定的参考意义。
 
概括起来讲,钢筋桁架www.4355.com-混凝土组合楼板具有以下特点:
 
(1)不需要支模板,减少了现场钢筋绑扎量,在很大程度上提高了楼板装配化程度,适应了装配化建筑的发展需求。
 
(2)与普通钢筋混凝土楼板相比,钢筋桁架www.4355.com-混凝土组合楼板较厚,刚度大,抗震性好。
 
(3)为满足不加支撑的要求,对钢筋桁架的刚度要求高,相应地钢筋桁架的钢筋用量大,在经济性上稍差一些。
 
(4)通过减小板厚,可以在一定程度上减少钢筋用量,节约成本,但由于需要在板中加一道支撑,影响了装配化程度。
 
(5)施工完成后,楼板下表面平整,也不需要进行防腐防火处理,大大节约了成本。
 
在我国大力发展装配式建筑的形势下,随着钢筋桁架www.4355.com的不断发展和完善,它的应用也将会更加的普遍。
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