蘇 軍
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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].