鋼筋桁架樓承板在加層鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

蘇 軍

1 概述

某工程原設(shè)計為2層，由于建筑造型的需要2層局部層高較高，有較大的空間能夠使用。在工程即將完成時建設(shè)單位決定在2層局部加層，加層后建筑面積增加2 200多平方米。加層結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計方案為在原框架柱間加設(shè)H形鋼梁，鋼梁上鋪設(shè)開口形壓型鋼板混凝土組合樓板。經(jīng)與建設(shè)單位、設(shè)計單位協(xié)商后將壓型鋼板組合樓板改為在鋼筋桁架樓承板上澆筑混凝土樓板，既解決了壓型鋼板組合樓板的缺陷，同時又提高了樓板的施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，降低了造價，取得了不錯的綜合效益。

2 鋼筋桁架樓承板及其樓板構(gòu)成

1)將樓板中的鋼筋在工廠加工成三角形桁架與鍍鋅鋼板底模，通過電阻點焊的工藝焊接成一體的組合模板(見圖1)。該模板是將鋼筋與施工模板組合為一體，組成一個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，在使用階段桁架與混凝土共同工作承受使用荷載。分為TDⅠ型和TDⅡ型兩種類型，TDⅠ型底模的縱向肋截面呈倒“V”字形，肋高為4 mm，其底模寬度為576 mm;TDⅡ型底模的縱向肋截面呈倒“V”字形，肋高為2 mm，其底模寬度為600 mm。本工程使用TDⅡ型，其型號為 TD4-70，樓板厚100 mm，上下弦鋼筋為HRB400φ10，腹筋采用φ4．5冷軋光圓鋼筋，底模采用鍍鋅板，板厚為0．5mm，每塊板含有3個三角鋼筋桁架，桁架間距200 mm，桁架高度70 mm(見圖2)。

圖1 組合模板

2)在施工現(xiàn)場將鋼筋桁架樓承板板邊依次扣合鋪設(shè)在鋼梁上，再將支座豎筋與梁上翼緣點焊，隨后進(jìn)行鋼筋綁扎、栓釘焊接、邊模板支設(shè)后澆筑混凝土，形成鋼筋桁架混凝土現(xiàn)澆板。

3 鋼筋桁架混凝土現(xiàn)澆板的特點

1)雙向剛度好，適用于大跨度樓板，澆筑混凝土不需要設(shè)下部模板支撐結(jié)構(gòu)，加快施工進(jìn)度。2)可根據(jù)荷載、跨度等情況不同，分別設(shè)計出不同配筋不同板厚的鋼筋桁架樓承板由工廠生產(chǎn)。3)現(xiàn)場鋼筋綁扎量減少60%左右，可在一定程度上縮短工期。4)耐火性能與鋼筋混凝土樓板相當(dāng)，優(yōu)于壓型鋼板組合樓板。底模不參與使用階段受力，無需考慮防火、防腐等問題。5)鋼筋排列均勻，上下層鋼筋間距及保護(hù)層厚度有保證，栓釘焊接質(zhì)量有保證。6)缺點:樓承板鋪好后垂直于桁架方向分布鋼筋綁扎比較困難。7)拼縫嚴(yán)密，澆筑混凝土不漏漿，底面平整，觀感好。

4 施工工藝流程及操作要點

4．1 施工工藝流程

施工工藝流程為:配料提計劃→鋼筋桁架樓承板進(jìn)場及驗收→吊裝至安裝層→安裝鋼筋桁架樓承板→栓釘及桁架鋼筋焊接→支座鋼筋及分布鋼筋綁扎→安裝管線敷設(shè)→封邊模板安裝→混凝土澆筑。

4．2 施工操作要點

1)配料時要根據(jù)現(xiàn)場鋼梁平面尺寸及設(shè)計圖紙進(jìn)行排放，根據(jù)圖紙排放情況，提出桁架板的長度、數(shù)量及異形板的裁割尺寸。鋼筋桁架樓承板伸入梁上翼緣邊緣的長度必須滿足設(shè)計要求，桁架板在鋼梁翼緣上的擱置長度不宜小于5d(d為桁架下弦鋼筋直徑)及50 mm兩者中的較大者。在梁上翼緣處兩塊板交接處應(yīng)留下20 mm距離以便鋪板時操作。

2)鋼筋桁架樓承板進(jìn)場后根據(jù)設(shè)計圖紙及材料配料單對樓承板的尺寸和數(shù)量及構(gòu)造尺寸進(jìn)行驗收，檢查是否有運輸過程中的擠壓變形。樓承板進(jìn)場后宜直接吊運至安裝區(qū)鋼梁上，利于成品保護(hù)避免二次倒運。特殊情況下可堆放于臨時場地并做好成品保護(hù)，堆放場地要堅硬平整，樓承板要水平疊放成捆堆放。

3)吊裝時要采用尼龍吊裝帶將成捆的桁架板吊裝至施工位置對應(yīng)的安裝位置，配料要按區(qū)域軸線位置細(xì)分，盡量做到準(zhǔn)確無誤，一次到位。

4)鋼筋桁架樓承板鋪設(shè)。a．樓承板鋪設(shè)前應(yīng)按圖紙所示的起始位置放出鋪板時的基準(zhǔn)線。對準(zhǔn)基準(zhǔn)線，安放第一塊板，并依次安裝其他板，樓承板連接采用扣合方式，板與板之間的拉鉤連接應(yīng)緊密，保證澆筑混凝土?xí)r不漏漿，同時注意排放方向一致。對于受損的鋼筋桁架板邊緣企口，采用矯正工具進(jìn)行矯正后再安裝，保證企口之間連接牢固。b．在柱角部，樓板邊緣處(不規(guī)則形狀)，當(dāng)整張板放不下時，可將桁架板切割，切割前要對切割尺寸進(jìn)行檢查復(fù)核。在跨間收尾處桁架板寬不足600mm，可將桁架板沿桁架長度方向切割，切割后板上應(yīng)有1榀或2榀鋼筋桁架，不得將鋼筋桁架切斷。c．樓承板就位后，應(yīng)立即將其端部豎向鋼筋與鋼梁上翼緣點焊牢固，沿板寬方向?qū)⒌啄Ｅc鋼梁上翼緣點焊，采用手工電弧焊，間距不大于300mm。栓釘焊接點按照設(shè)計要求的位置、間距進(jìn)行焊接，采用專用熔焊機(jī)進(jìn)行施工，瓷環(huán)保持干燥，施焊后清除瓷環(huán)，焊腳應(yīng)均勻、飽滿以保證強(qiáng)度。

5)鋼筋綁扎及管線安裝。施工順序:支座連接鋼筋綁扎→洞口邊、柱邊加強(qiáng)鋼筋綁扎→分布鋼筋綁扎。a．按設(shè)計圖紙要求放置樓板支座連接筋及負(fù)筋，連接筋應(yīng)與鋼筋桁架鋼筋綁扎牢固。b．按照設(shè)計圖紙數(shù)量、型號、位置設(shè)置洞口、柱邊加強(qiáng)鋼筋。c．垂直于桁架方向的分布筋鋪設(shè)。先鋪設(shè)下層鋼筋，應(yīng)將下層分布鋼筋置于鋼筋桁架下弦上表面，與下弦鋼筋綁扎牢固。下層鋼筋鋪設(shè)后應(yīng)馬上布設(shè)安裝管線，板中布設(shè)的管線宜選用柔韌性較好的材料(建議不要使用鍍鋅鋼管一類材料)，盡量避免多根管線集中預(yù)埋，盡量選用小直徑管線分散穿孔預(yù)埋。電器接線盒的預(yù)留、預(yù)埋，可事先將其在鍍鋅板上固定，鉆φ30以下小孔，鉆孔應(yīng)避免桁架板變形，影響觀感或?qū)е侣{。管線安裝完成后，鋪設(shè)上層分布鋼筋，應(yīng)將上層分布筋置于鋼筋桁架上弦的下表面與上弦鋼筋綁扎牢固。如果實際施工中置于上弦下面存在困難，在取得設(shè)計及業(yè)主方同意的情況下，可將鋼筋置于上弦上面，但同時要保證鋼筋樓板厚度和鋼筋混凝土保護(hù)層厚度。

6)邊模板施工。安裝邊模板時，將邊模緊貼鋼梁上翼緣表面，邊模板底部與鋼梁表面每隔300 mm點焊長25 mm，高2 mm焊縫，邊模安裝之后應(yīng)拉線校正調(diào)節(jié)適當(dāng)后利用鋼筋一端與栓釘點焊，一端與邊模板點焊，將邊模固定。

7)混凝土澆筑?；炷帘霉艿牟荚O(shè)，在泵管下方墊上廢舊汽車輪胎，以保護(hù)樓承板鋼筋。澆筑前應(yīng)完成隱蔽驗收工作包括樓承板、鋼筋、栓釘?shù)闰炇蘸细窈蠓娇蓾仓仓^程中應(yīng)隨時將混凝土鏟平，控制樓承板上混凝土堆積高度在300 mm以內(nèi)，防止荷載過大壓彎樓承板。其他施工工藝與普通樓板混凝土施工相同。

4．3 臨時支撐的設(shè)置

本工程設(shè)計跨度為2．8 m，按生產(chǎn)廠家企業(yè)設(shè)計手冊中規(guī)定不需要加臨時支撐。實際施工時，應(yīng)有設(shè)計單位做深化設(shè)計，當(dāng)需要加設(shè)臨時支撐時，在相應(yīng)位置設(shè)臨時支撐，板的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后方可拆除支撐。

5 與開口形壓型鋼板綜合比較

5．1 技術(shù)可行性比較

1)鋼筋桁架樓承板其鋼筋桁架受力模式更為合理，能提供更大的剛度且雙向剛度一致，底部鋼模板平整，鋼筋桁架腹桿改善了樓板的受力性能，抗震性能大大提高。開口形壓型鋼板雙向剛度不一致，抗震能力差，其弱邊(垂直肋)方向樓承板剛度比強(qiáng)邊(順肋)方向剛度小的多，壓型鋼板在弱邊方向不能起到受力鋼筋作用。

2)鋼筋桁架樓承板無需考慮防腐、防火問題，由于鍍鋅板不參與使用階段受力，所以不需要進(jìn)行防火處理。開口形壓型鋼板其鋼板參與使用階段受力，所以需要按照設(shè)計要求進(jìn)行防腐、防火處理。

5．2 施工進(jìn)度、質(zhì)量對比

鋼筋桁架樓承板大部分(60%～70%)鋼筋任務(wù)都在工廠完成，且鋼筋保護(hù)層厚度可得到保證，熟練工人其樓板鋪設(shè)進(jìn)度可達(dá)到110 m2/(人·d)(8 h)，采用開口形壓型鋼板鋼筋綁扎工作需全部在現(xiàn)場完成，過程繁瑣，施工進(jìn)度會很慢，并且鋼筋保護(hù)層厚度不易控制。

5．3 經(jīng)濟(jì)成本比較

從模板費用、現(xiàn)場鋼筋綁扎費用、臨時支撐費用等方面綜合分析，鋼筋桁架樓承板綜合成本要比開口形壓型鋼板略低一些(低7%左右)，但是在工期上由于鋼筋桁架樓承板減少了大量的鋼筋綁扎時間，以及不需加支撐所節(jié)省的時間，其在加速工期方面表現(xiàn)出了較大優(yōu)勢。同時，工期的加快也為工程節(jié)約了設(shè)備租賃費用及各項管理費用。

［1］朱海麗，呂池溢，方科升．鋼筋桁架樓承板在上海世博會主題館中的應(yīng)用［A］．全國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文集［C］．2009．

［2］GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］．