鋼筋桁架樓承板技術(shù)在大劇院工程中的應(yīng)用

孫慶東

(山西建筑工程(集團)總公司爐窯分公司，山西太原 030006)

0 引言

山西大劇場連接體為鋼桁架，桁架上弦桿縱橫向跨度為5 000 m，樓承板厚度190 mm，鋼筋桁架樓承板面積為7 928 m2，混凝土強度等級為C30，采用鋼筋桁架樓承板的混凝土樓板兼有傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓板整體性好、剛度大、防火性能好，及壓型鋼板組合樓蓋無模板、施工快的優(yōu)勢，鋼筋桁架樓承板受力模式合理，可調(diào)整桁架高度與鋼筋直徑，實現(xiàn)更大跨度。鋼筋桁架樓承板是將樓板中的受力鋼筋在工廠內(nèi)焊接成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與鍍鋅鋼板焊接成整體，形成模板和受力鋼筋一體化建筑制品。鋼筋桁架樓承板是在施工階段能夠承受混凝土及施工荷載，在使用階段鋼筋桁架成為混凝土配筋，承受使用荷載的新技術(shù)。采用鋼筋桁架樓承板的鋼—混凝土組合樓蓋，可減少次梁，抗剪栓釘焊接速度快，施工質(zhì)量穩(wěn)定，成為本工程使用的理想技術(shù)。

1 施工工藝

焊接→鋼筋桁架樓承板包邊封堵→鋼筋桁架樓承板邊端豎向鋼筋與鋼結(jié)構(gòu)焊接固定→鋼筋桁架樓承板底層鋼筋綁扎→鋼筋桁架樓承板支座底層鋼筋綁扎→鋼筋桁架樓承板上層鋼筋綁扎→鋼筋桁架樓承板上層鋼筋支座節(jié)點鋼筋綁扎→鋼筋桁架樓承板安裝及鋼筋綁扎驗收→泵管安設(shè)→混凝土澆筑。

2 施工工序

2.1 鋼筋桁架樓承板鋪設(shè)

1)鋼筋桁架樓承板鋪設(shè)順序。根據(jù)鋼筋桁架樓承板施工排版圖起始位置由一側(cè)按順序鋪設(shè)。

2)根據(jù)連接體鋼梁邊線，對準(zhǔn)基準(zhǔn)線，安裝第一塊板，并依次安裝其他板，板與板之間連接采用扣合方式，連接緊密，確保在澆筑混凝土?xí)r不漏漿。

2.2 鋼筋桁架樓承板包皮封堵

1)邊采用“L”形2 mm厚鐵皮制作而成，高度為板厚190 mm，與鋼梁壓邊寬度為100 mm。

2)安裝時，邊緊貼鋼梁立面，邊與鋼梁表面每隔300 mm點焊長25 mm，高2 mm的焊縫。

3)在邊上部水平面點焊φ12鋼筋頭，與已焊接栓釘固定，如圖1所示。

2.3 栓釘焊接

抗剪連接栓釘部分直接焊在鋼梁頂面上，為非穿透焊;部分鋼梁與栓釘中間夾有壓型鋼板，為穿透焊。

鋼筋桁架樓承板底模與母材的間隙控制在1.00 mm以內(nèi)，保證良好的栓釘焊接質(zhì)量。鋼筋桁架樓承板厚度大時板形易不規(guī)則、不平整，造成間隙過大。同時還應(yīng)注意控制鋼梁的頂部標(biāo)高及鋼梁的撓度，以盡可能的減小其間隙，保證施工質(zhì)量。

2.4 鋼筋桁架樓承板邊端豎向鋼筋與鋼構(gòu)件焊接固定

1)鋼筋桁架樓承板就位以后，將其端部豎向鋼筋與鋼梁點焊固定。

2)沿板寬度方向，將底模與鋼梁點焊，焊接采用手工電弧焊，間距為300 mm。

2.5 鋼筋桁架樓承板鋼筋綁扎

1)鋼筋綁扎順序。底層鋼筋綁扎(下鐵)→底層支座節(jié)點加強筋綁扎→上層鋼筋綁扎(上鐵)→上層支座節(jié)點加強筋綁扎。2)上下層鋼筋與鋼筋桁架樓承板桁架鋼筋按圖紙間距垂直綁扎固定。3)支座節(jié)點鋼筋綁扎。支座節(jié)點鋼筋與桁架鋼筋平行連接綁扎固定，且搭接長度、間距符合圖紙設(shè)計要求。混凝土澆筑，從跨中開始分別向南北兩側(cè)背向澆筑。

2.6 泵管布設(shè)

1)泵管豎向布設(shè)。泵管豎向通過風(fēng)道管井進行垂直布設(shè)。2)澆筑面水平泵管布設(shè)。沿連接體鋼構(gòu)件方向進行布設(shè)，支點為連接體鋼梁，支點采用［16槽鋼與連接體鋼梁焊接支架，支架間距為3 000 mm，埋入混凝土中，不再取出，如圖2所示。

圖1 鋼筋桁架樓承板包皮封堵示意圖

圖2 泵管架設(shè)示意圖

2.7 混凝土澆筑振搗

1)混凝土澆筑過程中，隨時將混凝土攤平，嚴(yán)禁將混凝土堆積過高，高度不得超過0.3 m。2)混凝土振搗采用平板振搗器，禁止采用振搗棒。

2.8 混凝土養(yǎng)護

1)混凝土澆筑完畢后，隨即在表層用塑料薄膜覆蓋。2)終凝后灑水養(yǎng)護10 d。

3 效益分析

3.1 施工速度快

由于鋼筋桁架樓承板直接支承在鋼梁或混凝土梁上，本身既是混凝土樓板的受力鋼筋，也是施工腳手架，更是混凝土樓板的模板，節(jié)省了搭設(shè)腳手架和支模板的時間，縮短了工期。

鋼筋桁架樓承板直接支承在樓層梁上，其桁架合理的受力模式為多工種作業(yè)提供了寬敞的安全工作平臺，澆筑混凝土及其他工種均可多層立體施工，樓板可多層同時澆筑，可充分發(fā)揮商品混凝土的優(yōu)勢，大大縮短了工期，尤其對規(guī)模較大的高層、超高層建筑具有明顯的工期優(yōu)勢。

3.2 性能好

混凝土樓板的自重完全由鋼筋承受，不在混凝土內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，使用階段負(fù)彎矩區(qū)和正彎矩區(qū)混凝土拉應(yīng)力顯著降低，裂縫寬度減小，鍍鋅鋼板的存在避免了樓板下面的暴露裂縫，改善了樓板的使用性能和耐久性。

采用鋼筋桁架樓承板后可根據(jù)需要將樓板設(shè)計成雙向板，等同于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向配筋樓板，而壓型鋼板組合樓板是難以實現(xiàn)雙向板的，采用雙向板不僅減小樓板結(jié)構(gòu)層厚度、降低結(jié)構(gòu)自重，增大跨度和開間，而且更加經(jīng)濟合理。

鋼筋完全被混凝土包裹，具有可靠的耐火性能，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆樓板等同。試驗結(jié)果表明，樓板厚度為100 mm(對應(yīng)的鋼筋桁架高度為70 mm)時，耐火時限為1.68 h，鍍鋅鋼板無需防火保護。

鋼筋桁架樓承板采用鍍鋅鋼板，具有防腐蝕功能，但在使用階段不考慮鍍鋅鋼板的作用，無需防腐處理。相對于壓型鋼板組合樓板，鋼筋桁架樓層板具有更優(yōu)越的防腐蝕性能。

樓板整體剛度大，振動小，隔聲性能好，樓板下表面平整，易于建筑裝修。鋼筋桁架樓承板樓板的施工撓度小于傳統(tǒng)壓型鋼板樓板的撓度。

3.3 經(jīng)濟性好

鋼筋桁架樓承板下表面平整美觀，無需型壓板肋和波紋，鍍鋅板展開面積利用率達(dá)到96%，厚度僅需0.5 mm。與厚度為0.8 mm～1.2 mm的普通壓型鋼板相比，改變了壓型鋼板的用途，僅作為樓板施工階段的模板，減少了鋼板厚度和鍍鋅層厚度，單位面積樓板鋼板用量少，降低成本，具有更好的經(jīng)濟性。

3.4 樓板施工質(zhì)量高

采用鋼筋桁架樓承板的混凝土樓板兼有傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓板整體性好、剛度大、防火性能好，及壓型鋼板組合樓蓋無模板、施工快的優(yōu)勢，鋼筋桁架樓承板桁架受力模式合理，可調(diào)整桁架高度與鋼筋直徑，實現(xiàn)更大跨度。采用鋼筋桁架樓承板的鋼—混凝土組合樓蓋，可減少次梁，抗剪栓釘焊接速度快，施工質(zhì)量穩(wěn)定。作為一種成熟的新技術(shù)，鋼筋桁架樓承板已在國內(nèi)外建筑工程中大量應(yīng)用，在多高層建筑中具有廣闊的應(yīng)用前景。

鋼筋桁架樓承板將混凝土樓板中的鋼筋與施工模板組合為一體，所以在施工階段能夠承受濕混凝土自重及施工荷載的承重構(gòu)件，并且該構(gòu)件在施工階段可作為鋼梁的側(cè)向支撐使用。在使用階段，鋼筋桁架與混凝土共同工作，共同承受使用荷載。與傳統(tǒng)的施工方法不同，在施工現(xiàn)場，可以將鋼筋桁架樓承板直接鋪設(shè)在梁上，然后進行簡單的鋼筋工程，便可澆筑混凝土，樓板施工不需要架設(shè)木模板及腳手架，底部鍍鋅鋼板僅做模板用，不替代受力鋼筋，故不需考慮防火噴涂及防腐維護的問題，可采用最薄的鋼板，并且，樓板的主要受力鋼筋在自動控制生產(chǎn)線上進行定位和焊接成型，鋼筋排列均勻，位置準(zhǔn)確，施工快速，可減少現(xiàn)場鋼筋綁扎工作量70%左右，大大縮短工期，并節(jié)省成本。上下兩層鋼筋間距及混凝土保護層厚度能充分得到保證，為提高樓板施工質(zhì)量創(chuàng)造了有利條件。鋼筋桁架樓承板將鋼筋骨焊成整體，整體剛度大，樓板澆筑混凝土?xí)r變形小，一般無需加臨時支撐，而且可承受更大的施工階段荷載。

樓板受力鋼筋是在工廠下料加工，材料質(zhì)量容易保證，受力鋼筋自動機械化加工和焊接定位，間距排列均勻，上下層鋼筋位置固定準(zhǔn)確，鋼筋不會在澆筑混凝土過程中移位，上下層鋼筋混凝土保護層厚度能保證符合設(shè)計要求，有效地解決了混凝土漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。

［1］GB 50204-2002(2011版)，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［2］《建筑施工手冊(第4版)》編寫組.建筑施工手冊［M］.第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［3］白林紅.采用鋼筋桁架替代壓型鋼板的技術(shù)經(jīng)濟分析［J］.山西建筑，2008，34(9):107-108.