解决方案与案例

带肋预应力叠合板在钢结构工程中的应用

  钢结构工程是当前最常见的一种工程建设项目,在该工程项目施工过程中,施工人员采用了预应力带肋叠合板,从而有效的降低了该工程的成本,提高了该工程的经济效益与社会效益。预应力带肋叠合板因具有施工简便、抗剪能力强等特点被广泛的应用在工程中,这是当前钢结构工程设计的最新办法之一。本文结合某工程为例,主要分析了预应力带肋叠合板在钢结构工程中的应用。

  在钢结构工程中采用叠合板的施工手法是:在工程的底部采用预制构件,然后在工程的上部进行混凝土的浇筑,从而形成一个较为完整的受力结构。在钢结构中,叠合板的运用能够有效的缩短工程的施工周期、缩小施工范围。这种材料具有稳定性强、整体性能好等优点。也就是说该材料既能够运用在预制装配式结构当中,也能够运用在现浇混凝土结构当中。过去的叠合板的底板是矩形断面,那么这种材料就相对比较重,在施工全套工艺流程中实施工程人员就需要对其增设一个支撑,这种施工方式既增加了施工的成本,还延长了施工的工期,不利于工程顺利的完成;在预应力带肋叠合板在施工全套工艺流程中具有刚度大、承载能力较好的特点,并且在施工过程中极为简便,在当前的建筑钢结构工程中得到了广泛的应用。

  为了保证叠合板新浇筑的混凝土与既有的混凝土结构形成一个整体,那么我们可以适当的增加叠合板的抗剪强度。通过对过去的叠合板进行试验与分析,结果表明,如果实施工程人员对粗糙面进行合理的养护,同样可以使叠合板具有较高的抗剪强度。本文将这种叠合板与预应力带肋叠合板进行比较与分析,并且详细阐述了这种预应力带肋叠合板在钢结构工程中的应用,以供同行参考。

  在将带肋叠合板运用在钢结构工程之前,我们需要对这种叠合板的受力结构以及变性特点进行全面的分析,并对单向带肋叠合板进行多次试验。如果叠合板的跨中挠度达到了Lo/50时,那么叠合板的跨中截面的理论值可以通过混凝土以及钢筋屈服的强度计算得到。在此状态下,叠合板跨中截面的理论值就会小于抗弯承载力的实际值,计算极限弯矩与实测弯矩的比值为1.09~1.13。试验过程中未发生叠合面剪切破坏。说明凹槽形底板的叠合板能保证叠合面在叠合板受弯破坏前不发生剪切破坏。叠合板可以按整浇板计算,预应力叠合板在二次荷载作用下,提高了自身的承载力;底板试验时挠度达到Lo/50时,实测弯矩约为理论计算极限弯矩的80%,且在挠度均超过Lo/50时并未压坏,表明凹槽形高强钢丝叠合板具有很高的强度。能做到拖工中不加支撑。

  在标准荷载作用下,叠合板跨中挠度实测值小于计算值,比值为0.54~0.77,底板比值为0.30~0.64.表明高强钢丝叠合板的凹槽形叠合面有足够的抗剪能力,从而保证了叠合板的整体工作性能:凹槽形底板具有足够刚度抵御施工荷载产生的变形.为此类叠合板在施工中不加支撑提供了依据。对无支撑叠合板而言,只要预应力底板在施工中不出现问题.叠合板的强度和挠度具有很高的安全储备。

  某大型工程的总建筑面积约为4万平米,分为地上结构以及地下室两个部分,地下室为1层,地上结构为13层,该建筑的总高度为59.4m,属于高层建筑,该结构的结构形式属于钢框架结构。在对该工程施工全套工艺流程中,如果我们采用单向受力叠合板进行施工,就会增加该工程的成本,据此,我们采用了预应力叠合板进行实际工作,由于该叠合板是双向受力,所以更加适合这种钢结构工程。在本工程的屋顶工程中,采用的叠合板跨度为1.2 m,1.8 m,2.1 m,2.7 m,3.0m,3.3m,3.6m,4.0m,叠合板宽度分0.9m和0.2m两种规格。首先需要施工人员对钢柱以及钢梁进行吊装工程,吊装工程完毕之后在安装叠合板。在对该工程进行设计时,我们需要对叠合板的跨中位置增设一道支撑体系,在设计过程中需要注意以下几点:1)各个叠合板之间的缝隙宽度应该控制在30mm左右,然后在其中设置1Φ10的受力钢筋,分布筋为Φ6@200;2)要求板的肋高为70mm,凹槽处30mm,总厚度110m;3)楼盖现浇层配置Φ6@200的双向通长上筋。屋盖中现浇层应配置Φ8@200的双向通长上筋;板底根据防火要求抹厚20 mm水泥砂浆。

  在本建筑工程中,其标准层的面积为3158m2,根据计算得,我们需要在其中采用700多块叠合板,并且要求每块板的自重达到400公斤,在施工全套工艺流程中,施工人员需要采用搭式起重机进行,并要求每台机械设备能够吊装10块/次,以这样的计算方式得,我们大家可以用一个夜班的时间将一个标准层的叠合板吊装完成,并且也达到了预期的效果。

  等到叠合板吊装工程完成之后,实施工程人员需要采用人工的方式来调整各个板的位置,并且在板缝之间吊装模板,其后在进行钢筋的铺设,用时为1昼夜。施工完成之后需交由监管部门验收,待合格之后再对其浇筑混凝土,用时为1白班,也就是说,每一个标准层的施工需时2天,这样的施工进度有利于工程封顶。

  从原定计划来看,如果板的跨中长度超过3m,那么施工人员就需要对其增设一道支撑体系。而在本工程施工中,两个跨中的长度都超过了3m,而我们并没有在其中增设支撑体系,通过长期的检查,并没有发现裂缝,充分说明该施工方法效果良好。

  (1)带肋凹槽形预应力底板具有刚度大、抗裂性高、弹性恢复性能好等优点,能实现工程应用时不加支撑的要求,也为解决住宅楼板开裂的难题提供了思路。

  (2)自然振捣的带肋凹槽叠合板在试验和工程应用中均未出现沿叠合面的水平剪切破坏,说明所采用的凹槽形叠合面能使叠合面具有很好的抗剪能力。

  (3)采用高强钢丝的无支撑叠合板具有更高的强度储备、更好的刚度和弹性恢复特性。故叠合板的极限抗弯承载力和正常使用状态下的挠度计算可按现行《混凝土结构设计规范》有关混凝土整浇板的规定计算。

  (4)由于预制的叠合楼盖底板已基本完成收缩,一般不会再引起收缩裂缝,而对其施加预应力后则具有更好的抗裂性能。传统的叠合板是单向受力的.板侧拼接处往往会产生裂缝。近年通过将预制底板的横向配筋伸出互相搭接并伸入对边后浇层中锚固,实现了叠合底板的侧向传力。这种整体式的拼缝不仅避免了传统叠合底板的板侧拼接裂缝。且可形成双向受力的楼盖体系,大大提高了承载力及抵抗变形及裂缝的能力。

  (5)预应力叠合板作为一种具有良好经济效益且承裁力大、施工快捷的结构及形式,能适应钢结构施工周期短的特点,在总体上可降低钢结构工程造价。促进钢结构发展。