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1.引言
同时,也符合我国绿色环保和可持续发展的战略要求。为实现钢结构的集约化与工厂化生产,要加快钢结构工程的发展。首先得解决影响钢结构发展的结构体系问题,像楼板体系等。要让楼板体系达到标准化、系列化以及批量化生产的程度,这样才能促使钢结构建筑实现产业化发展。
2.工程概况
上海有一商用多层钢框架结构建筑。此建筑占地面积 1217 平方米,且不含架空部分。其总建筑面积为 2800 平方米,地上有三层,地下有一层。地上结构是多层钢结构框架结构,地下建筑则为钢筋混凝土结构。在该工程中,考虑到工期、成本、施工等多方面因素后,楼板体系采用了钢骨架轻型板体系。
3.四种常用楼板体系特点
压型钢板可作为浇筑混凝土的永久性模板,同时还能起到跨中受拉钢筋的作用。目前,这种楼板在钢结构住宅中得到了广泛的应用。
它有这些优点:其一,经过合理设计后,无需施工模板,能够实现多层同时进行施工作业,从而大大加快了施工进度,缩短了工期;其二,在压型钢板的凹槽内,可以铺设通讯、电力、通风、采暖等管线;其三,压型钢板和混凝土通过叠合面的构造而形成一个整体,使得楼板的整体性能良好,刚度较大。
其三,由于压型钢板呈波纹状,在进行表面装饰时需要采用吊顶,这不仅会增加装修费用,还会降低楼层的净高。
现浇整体混凝土楼板在结构设计中较为常用,它也是设计及施工人员较为熟悉的一种结构形式。其跨度通常在 4 至 7 米之间,板厚为 100 至 150 毫米。
具有这些优点:其一,刚度较大钢结构轻型板,整体性良好,连接较为可靠且延性较好,抗震以及抗冲击的性能良好;其二,设计施工技术已经成熟;其三,能够与钢梁共同工作从而形成组合梁,这样可以减小梁截面的高度;其四,不受房间形状的限制,开洞较为方便,便于设备和管道进行垂直铺设。
其二,承载能力方面也有局限。同样由于无法采用高强材料,其承载能力不可能达到很大的程度。(3)施工工艺较为复杂,且工期较长。现浇混凝土的施工,从支设模板、绑扎钢筋,到进行浇筑、拆模以及养护等工艺,都是在现场完成的。工序较为复杂,并且施工周期较长,这就导致质量难以得到保障。(4)同时也难以实现文明施工。在混凝土运输过程中会有遗撒的情况出现,现场还存在大量的湿作业。噪音会对周边居民造成困扰,而且大量模板的堆制也不利于环境保护。
预制混凝土叠合楼板是一种楼板形式,它将预制与现浇相结合。在底部安装预制底板,然后在上部浇筑混凝土,这样就能形成整体受力的状态。
预制底板取代了模板,施工较为方便,能够缩短工期。
预制混凝土叠合板的缺点如下:其一,预制底板与钢梁的连接难以处理,其协同工作性能还有待提升;其二,预制底板之间的接缝处容易出现裂缝;其三,依然存在一定数量的现场湿作业。
钢骨架轻型板主要由轻钢骨架、冷拔低碳钢丝网、轻质复合芯材以及复合抗渗涂层构成。它是通过独特工艺浇注成型的一种新型轻质板材。这种板既继承了传统板的可靠性,又吸纳了其他轻型板材的优点。在实现轻质与具备多功能的同时,突出了结构的安全性和耐久性。该产品装配起来很灵活,安装速度很快,维护也很简便。
表1:四中楼板体系的性能和经济性比较
楼板种类
压型钢板组合楼板
现浇钢筋混凝土楼板
预制混凝土叠合楼板
钢骨架轻型楼板
装配化
部分装配化
无
部分装配化
全装配化
施工效率
大量现场湿作业,但施工速度较快
大量现场湿作业,现场效率低
大量现场湿作业,但施工速度较快
极少现场湿作业,现场施工速度快。
刚度(楼板等厚)
大
大
较大
较大
造价
较贵
便宜
中
最贵
4.工程应用。
本工程为地上三层钢框架结构,其中钢梁间距最大能达到 4.5 米。压型钢板楼板体系在使用时不满足计算要求。并且压型钢板大多被当作浇筑混凝土的永久性模板来使用。它没有发挥出受拉钢筋的作用,从而导致了资源的浪费。基于此,首先将压型钢板混凝土组合楼板体系排除在外。
现浇钢筋混凝土楼板能够满足跨径方面的要求,同时其设计施工技术已经成熟。它的刚度较大,稳定性良好,不会受到房间形状的限制,开洞较为方便,也便于设备和管道进行垂直铺设。在结构设计中,它是最为常用的一种楼板。然而,由于本项目的工期十分紧急,并且所处位置在市区,所以对于文明施工有着较高的要求。现浇混凝土的施工,支模这一工艺在现场进行,绑扎这一工艺也在现场进行,浇筑这一工艺同样在现场进行,拆模这一工艺依旧在现场进行,养护这一工艺还是在现场进行。整个施工过程工序复杂,施工周期比较长。因为这些原因,质量难以得到保证,同时文明施工的要求也难以保证。所以,现浇混凝土楼板体系被排除了。
预制混凝土叠合楼板结构刚度较大,整体性良好,其整体性和抗震性能与现浇结构相近;此外,预制底板替代了模板,施工较为方便,能够缩短工期。然而,预制混凝土叠合楼板仍存在一定量的湿作业,这对文明施工有所不利。并且,预制底板与钢梁的连接不易处理,协同工作性能有待进一步提升,预制底板之间也容易出现裂缝。
钢骨架轻型板和预制混凝土叠合楼板相比,它具有刚度大的优点,并且整体性能也好。同时,它的自重比较小,与钢梁连接起来既简便又可靠,整体性还很强。
此工程经过反复论证后钢结构轻型板,选用了钢骨架轻型楼板体系。这种体系虽然增加了一些成本,但是因为钢骨架轻型板是预制构件,所以实现了现场全装配化,这大大缩短了工期。并且由于现场湿作业极少,使得本项目的文明施工得到了较好的保障。最终,项目效果得到了业主的肯定。
5.结论。
通过以上分析可知,钢骨架轻型楼板与钢结构建筑配套存在明显优势。其一,其自重仅为同等钢筋混凝土板的 30%。其二,它是装配式预制构件,施工简便且快捷。其三,它属于钢框复合结构,与钢梁连接极为可靠,整体性较强。其四,能够实现与钢梁平接,从而节省层高。因此,在今后楼板进行批量化生产时,钢骨架轻型板具有优势。
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