钢筋桁架楼层板受力特征及实践应用

随着我国建筑工程的快速发展，钢筋桁架楼层板在多个领域中得到了广泛的应用。今天我们主要分析钢筋桁架楼层板的受力特点，总结钢筋桁架楼层板的优势特性，最后通过说明钢筋桁架楼层板在多个领域中的运用以及部分成功的案例，综合各种因素，可以得到钢筋桁架楼层板具有良好的发展应用前景。

 

目前，钢筋桁架楼层板在国内外各种大型建筑工程中得到了广泛的应用，随着技术的更加成熟，结合其自身的优势，使得钢筋桁架楼层板在多高层建筑中具有广泛的应用前景。

 

钢筋桁架楼层板又称为钢筋桁架模板，其制作与安装是分开进行的，首先将楼板中主要受力钢筋在工厂内采用专用设备加工成钢筋桁架，再将钢筋桁架与镀锌钢板焊接成一体，形成组合的结构体系。

 

在结构楼板施工阶段，该体系通过镀锌钢板代替施工模板，与结构中钢筋焊接形成的桁架结构共同承担楼板混凝土自重及施工荷载。浇注混凝土后，形成钢筋桁架混凝土楼板，在使用阶段承受使用荷载。

 

一、钢筋桁架楼层板的受力特征

 

普通的钢筋混凝土楼板由于在施工阶段底部有模板，因而几乎不产生挠度，但是当混凝土凝结硬化达到一定强度拆去模板后，楼板会在自重作用下，在板底产生拉应力，从而拉裂混凝土。

 

与普通的现浇钢筋混凝土楼板相比，钢筋桁架楼层板的受力特性更加优越。不设临时支撑时，在混凝土结硬前，楼板的强度和刚度即钢筋桁架的强度和刚度，混凝土结硬是在钢筋桁架模板变形下进行的，所以楼板自重不会使板底混凝土产生拉应力。

 

但是楼板在永久荷载和楼面活荷载作用下，使板发生变形，在板底产生拉应力，这样板才会开裂，与普通混凝土板相比开裂明显的延迟，楼板的刚度比普通混凝土楼板要大的多。在使用阶段，钢筋桁架楼层板中的钢筋与混凝土一起承受荷载作用，受拉钢筋的承载力与普通钢筋混凝土楼板中的相同。

 

二、钢筋桁架楼层板的优势特性分析

 

1、更快的施工进度

 

(1)施工流程

 

钢筋桁架楼层板的施工流程为：运输→卸货→吊运→现场堆放→柱边处支撑角钢设置→现场铺设→竖向支座钢筋焊接→栓钉焊接→边模板焊接→现场管线敷设→现场附加钢筋绑扎→浇筑混凝土→浇筑完成。

 

(2)明显提快工期

 

传统的现浇混凝土楼板施工繁琐，需要搭设脚手架、支木模、绑扎钢筋、拆木模及脚手架，且浇筑混凝土时只能单层进行，施工速度缓慢，影响工期。对于钢结构特别是高层钢结构施工快速的特点，其楼板应选用无需支模、钢筋绑扎量少，能明显加快进度的钢筋桁架楼层板或压型钢板组合楼板。而钢筋桁架楼层板大部分钢筋任务都在工厂完成，其楼板整体施工速度快，而现浇楼板还需在现场绑扎大量的附加钢筋，总体施工速度较慢。

 

(3)多层楼板同时铺设及浇筑混凝土

 

钢筋桁架楼层板自身就能承担施工荷载，可为各种工种作业提供宽敞的工作平台，因此浇注混凝土及其他工种作业均可多层立体作业，大大加快了施工速度，缩短了工期。因采用传统现浇楼板只能单层施工的局限性，使钢结构整体的施工进度受到楼板施工进度的极大限制，无法完全展现核心筒及钢结构先进施工工艺的速度优势，造成资源浪费，这对规模较大的高层、超高层建筑尤其具有明显意义。

 

2、更可靠的施工质量

 

现场钢筋绑扎的质量和速度是依靠现场工人的操作、天气情况等来决定的，而钢筋桁架楼层板的质量和供货是通过自动化的机械设备来保证的。楼板的保护层厚度、钢筋的间距都可以完全达到设计的要求，提高了楼板的成型质量。钢筋桁架楼层板需进行现场铺设，设计时桁架方向最小搭接长度为50mm，分布筋方向最小搭接长度为30mm，确保支座受力合理与混凝土浇注时不漏浆，以保证混凝土浇筑及成型质量。

 

3、钢筋桁架楼层板的受力模式更加合理

 

钢筋桁架混凝土楼板计算时与普通现浇混凝土设计理论等同，而其钢筋桁架受力模式更为合理，能提供更大的刚度，且双向刚度一致，具有良好的抗震性能。钢筋桁架楼层板底部钢模板平整，双向刚度相近，钢筋桁架腹杆筋改善了楼板的受力性能，抗震性能最好。

 

而且钢筋桁架楼层板可设计成双向板，钢筋桁架楼层板下表面平整，桁架空间大，在不增加楼板结构层厚度的情况下，楼板可以方便地施工下层钢筋。

 

4、钢筋桁架楼层板有良好的防火和防腐性能

 

对于楼板中使用钢筋桁架楼层板，其受力钢筋完全被混凝土包裹，混凝土保护层厚度均匀一致，楼板过火后的修复等同于或更优于传统的现浇钢筋混凝土楼板，而传统的现浇钢筋混凝土楼板在抗火修复的问题上处理起来比较有经验而且比较容易修复。钢筋桁架楼层板底部镀锌钢板本身具有防腐功能，且其仅作施工阶段模板用，不参与使用阶段受力，故防腐年限无需考虑建筑物设计年限的要求。

 

三、钢筋桁架楼层板实践应用及发展前景

 

钢筋桁架楼层板有受力特性优越、施工快速便捷、可靠的安全措施、良好的防火防腐性能、综合造价效益高等特点，在多高层建筑中具有良好的发展应用前景。目前在以下领域已有广泛的应用：应用于预制楼板、高速铁路预制枕轨中；应用于多高层、超高层钢结构建筑中；应用于建筑中LOFT夹层结构中；应用于复杂受力、异型结构建筑中；应用于现浇混凝土结构（RC）建筑中；应用于斜坡屋面结构建筑中；应用于降板结构建筑中。

 

钢筋桁架楼层板已有很多成功运用的案例，这个产品在天津美术馆、天津博物馆、湖北图书馆、山西大剧院、广州电视塔、广州西塔、成都国际会展中心、广州博物馆、安哥拉安居家园、新疆中天广场、华瑞广场、杭州电视中心、湖南文化大厦、宁波开元名都酒店、宁波嘉和中心、北京新中关、宁夏信通大厦、杭州国际会议中心、北京京澳中心、北京居然之家、北京政泉花园、重庆长安假日酒店、武汉世纪家园和浙江节能大厦等数十个工程中应用，为我国楼板施工技术的变革与提升创造了条件。