浅谈装配式可拆卸钢筋桁架楼承板关键施工技术与应用

发表时间:2021/4/26   来源:《建筑科技》2021年2月上   作者:张海林
[导读] 本文研究了第四代装配自承式可拆卸钢筋桁架楼承板的关键施工技术,三项关键技术的成功运用,有效解决了施工中自承式可拆卸钢筋桁架楼承板的支撑方法、楼承板与梁柱节点处理、板底混凝土平整度要求较高等难题,达到了设计要求效果,经济社会效益显著。

江西南昌中铁城建集团南昌建设有限公司   张海林   330000

摘要 :本文研究了第四代装配自承式可拆卸钢筋桁架楼承板的关键施工技术,三项关键技术的成功运用,有效解决了施工中自承式可拆卸钢筋桁架楼承板的支撑方法、楼承板与梁柱节点处理、板底混凝土平整度要求较高等难题,达到了设计要求效果,经济社会效益显著。
关键词:钢结构;可拆卸; 钢筋桁架楼承板; 免抹灰
        前言 
        目前,国内大部分使用的是焊接式钢筋桁架组合楼承板,其底模钢板不能拆除。而最新研发的镀锌钢板底模可拆卸——自承式钢筋桁架楼承板,属于新型装配式建筑材料,镀锌钢板底模可拆除并可重复使用。但可拆卸钢筋桁架楼承板的安装方法、支撑方法、楼承板与梁柱的节点处理、楼承板边模设置等施工工艺还不太成熟。如果模板拆除后直接在板底进行刮腻子,对拆模后混凝土成型的外观质量、板底混凝土平整度要求较高。如何保证钢筋桁架楼承板的施工质量和效果,其组装技术和现场安装技术仍需要在施工中逐步完善。
        1工程概况
        万郡·大都城工程位于包头市青山区,采用绿色建筑设计理念,是国内大型的钢结构住宅建筑群。其中二期项目建筑面积约15万m2,四栋33层住宅楼,房屋总高度为98.55m,层高2.95m,抗震设防烈度8度,主体结构为纯钢结构体系——钢框架及钢支撑组合的双重抗侧力结构体系,采用装配自承式可拆卸钢筋桁架楼承板,镀锌钢板底模经辊压冷弯成型与钢筋桁架相组合。
        2可拆卸钢筋桁架楼承板的优势
        传统钢筋桁架组合楼承板与普通钢筋混凝土结构楼板的整体性相同,但钢筋桁架的刚度相对较大,板底较平整,缺点是底模不能重复使用,浪费较大。而装配自承式的可拆卸底模钢筋桁架楼承板继承了传统钢筋桁架组合楼板的优点,镀锌底模却可重复使用。
        可拆卸钢筋桁架楼承板在施工期间,桁架能承受混凝土的自重和各种动荷载,可大幅减少现场绑扎钢筋的工作量,能有效保证两层钢筋之间的间距以及钢筋混凝土保护层厚度,同时均匀的钢筋排布又有效提高了楼承板的施工质量。底模所用的镀锌钢板拆除后可重复使用,从而降低工程成本。
        可拆卸钢筋桁架楼板成型后其下表面为平整的混凝土面,可省去吊顶工序,与普通现浇板相比,楼板施工时可不设或少设模板脚手架,解决了传统钢筋混凝土结构中钢筋绑扎、脚手架搭设和模板安装等一系列繁琐工序及其相关的质量控制、安全措施等问题,对于全国住宅产业化的推行起到了很好的促进作用,同时积极响应国家节能减排保护环境的政策,节地、节材、节水、节能,大大降低了二氧化碳排放量。
        随着建筑行业的不断发展,可拆卸钢筋桁架楼承板的优势必将不断显现,必定会为钢结构建筑楼板提供一条新道路。
        3可拆卸钢筋桁架楼承板关键施工技术
        3.1钢筋桁架工厂加工和底模现场组装技术
        自承式可拆卸钢筋桁架楼承板是将桁架与镀锌钢板底模采用机械连接方式通过专用联接件在现场组装,桁架与镀锌钢板底模分别加工生产,且独立包装便于运输。同时底模和联接件可拆卸并能重复使用,解决了以往楼承板底模不可拆除的难题。镀锌钢板与钢筋桁架联接大样见图1。

图1  镀锌钢板与桁架联接大样图
        3.2钢筋桁架楼承板现场安装技术
        可拆卸底模楼承板继承了传统焊接楼承板的优点,可拆卸底模楼承板可直接铺设在梁墙上,而楼承板也不需要再搭设模板及脚手架,在楼承板上铺设钢筋后便可浇捣混凝土。待楼承板达到拆模强度后,镀锌钢板底模与联接件则可以快速拆除,提高了周转效率,节省了周转材料。
        可拆卸楼承板施工流程:楼板、底模、联接件组装→吊运→布置柱及梁边支承件→安装楼承板边模→按顺序铺装楼承板并安装堵缝板条→安装钢筋→焊接抗剪栓钉→验收后浇筑混凝土并养护→拆除镀锌钢板底模。
        (1)布置柱及梁边支承件
        ①布置楼承板与柱节点处的支承件
        钢柱安装到位后,先在钢柱上确定角钢的安装位置,做好标记,再进行角钢支承件的焊接,焊接处节点必须注意防腐处理。
        ②混凝土梁支承件布置
        如遇楼承板与混凝土梁相交,应在混凝土梁内先设置钢板预埋件,然后将支承角钢焊接于预埋钢板上,并在混凝土梁内预埋楼板钢筋,长度应满足规范要求。节点处理见图2所示。

图2  楼板与混凝土梁垂直相交处
        (2)安装楼承板边模
        安装边模板的目的是为了防止混凝土发生渗漏。边模板安装时,在钢梁一侧紧贴2.0mm厚镀锌钢板,并伸入钢梁内50mm,拉线校直。钢梁与边模钢板采用点焊连接,每隔300mm一个焊点,焊缝长约25mm、高约2mm,将边模与钢梁紧紧固定。镀锌钢板上部必须与钢筋牢固焊接,边模安装完毕后必须进行检查验收,确保不漏浆。镀锌钢板边模节点见图3、图4所示。

图3 楼承板(平行钢梁方向)挑出钢梁边模安装节点示意图

图4 楼承板(垂直钢梁方向)挑出钢梁边模安装节点示意图
        (3)按顺序铺装楼承板、安装堵缝板条
        ①平面施工顺序:根据设计排板平面图,从一端向另一端按顺序铺装钢桁架楼承板,每块桁架楼承板应保证10mm左右的搭接宽度。
        最后一块楼承板安装时,板侧边不搭靠在钢梁上,与钢梁翼缘保持5~10mm的缝隙,便于拆卸,并将模板多余宽度重叠在前一块楼承板底模下面,缝隙必须用堵缝板条处理。
楼承板全部安装完毕后必须进行仔细调整,调整定位后立即将钢梁与每块板端部的竖向钢筋进行手工电弧焊焊接处理。
        ②立面施工顺序:随钢结构主体一层一层往上安装楼承板。为了确保操作人员的安全,安装上层钢柱时,宜采用先安装上层板、再安装下层板的施工顺序。下一节钢柱与钢梁全部安装完成并通过验收后方可安装钢桁架楼承板。
        (4)栓钉焊接
        ①当抗剪连接栓钉与钢梁之间夹有钢筋桁架底模板时,则采用穿透焊。当连接栓钉与钢梁顶面直接连接时,则采用非穿透焊。
        ②为保证抗剪连接栓钉焊缝的饱满度,钢梁与镀锌钢板底模之间的缝隙宜控制在1.0mm内。
        ③如果钢筋桁架底模与钢梁之间的间隙较大,而出现不平整或翘起的情况,可对钢筋桁架底模焊接处采用手持杠杆式卡具进行局部加压,必须让底模与钢梁尽量贴合紧密。
        (5)底模拆模
        ①联接件拆除:手持拆卸辅助工具先将联接件向下拉直,再拆卸联接件,联接件在混凝土浇筑完成48h后应松动,待镀锌底模拆除时一起拆除。
        ②镀锌钢板底模拆除:与普通混凝土结构的拆模要求相同。
        ③临时支撑处模板待支撑拆除时再取下,模板脱模后应堆放整齐。
        ④底模重复使用前,应对底模进行检查,不满足要求的应进行校正或更换。
        3.3钢筋桁架楼承板板底混凝土免抹灰技术
        可拆卸钢筋桁架楼承板底模由传统焊接式钢筋桁架组合楼承板的微肋压型钢板改良为双面镀锌平钢板,要想达到楼承板板底混凝土免抹灰、直接刮腻子的效果,拆模后的混凝土板底应达到抹灰面的平整度要求。
        (1)楼承板板底混凝土不平整原因
在施工过程中,研究发现引起钢筋桁架楼承板混凝土板底不平整现象有三大主要原因: ①镀锌钢板变形严重;②楼承板板底水平支撑使用Φ48钢管;③钢管支撑过密及水平撑设在板底排扣与排扣中间。
        (2)解决楼承板板底混凝土不平整的技术措施
        ①变形镀锌钢板重新碾压
        拆除底模后,把变形的1mm镀锌压型钢板进行清理出来,使用碾压机器重新碾压整平镀锌钢板。平整后的1mm镀锌压型钢板再进行制作钢筋桁架楼承板半成品,避免了楼承板变形不平整、不密封,引起混凝土漏浆,保证了楼承板混凝土质量。镀锌钢板平整前后的效果见图5。


       
图5  镀锌钢板平整前(左图)及平整后(右图)
        ②楼承板板底水平撑由Φ48钢管变更为60×80mm木料
        原楼承板板底水平撑为Φ48钢管,后更改为60×80mm方木料,使得方木水平撑与镀锌钢板接触面增大,镀锌钢板底模刚度增大,减小镀锌钢板底模的变形,从而保证楼承板板底混凝土平整度。钢管水平支撑的施工效果见图6所示。


图6  板底Φ48×3.5mm钢管水平支撑示意图
        ③钢管支撑支设在板底排扣与排扣中间变更为支设在排扣处 
        当跨度L<3.3m时,无需设置支撑,当3.3≤L<6.6m时,在跨中位置增设一道竖向支撑,当6.6≤L<9.9m时,均匀增设二道竖向支撑。原支设位置在板底排扣与排扣中间,后经与厂家及设计方联系沟通和探讨及查阅相关资料,对支撑位置进行改良,支设位置在排扣处(如图7所示),排扣处对应钢筋桁架腹杆筋的位置,腹杆筋与镀锌钢板间没有空隙,支撑处产生的作用力直接作用于钢筋桁架,不会使镀锌钢板变形,既满足了楼承板板底平整度的要求,又保证了混凝土钢筋保护层厚度。增设支撑可采用Φ48×3.5mm钢管,并采用顶丝调节高度,立杆间距不应大于1米。

图7  支撑位于联接件同排示意图
        本②、③小节描述的自承式钢筋桁架楼承板支承结构已获得国家发明专利证书,专利号为ZL 2015 1 0428273.0。
        4结语
        可拆卸钢筋桁架楼承板关键施工技术在包头万郡·大都城住宅小区(二期)工程中成功实施,不仅取得国家发明专利,而且获得了国家级工法,总结了一套成熟的混凝土自承式钢筋桁架楼承板可拆卸底模施工技术并可以在类似工程中推广应用,其科技成果被湖南省专业成果评价机构鉴定为国际先进水平,成果先后获得第十届中国技术市场协会金桥奖项目优秀奖、中国施工企业管理协会科技进步二等奖等众多奖项。同时,所应用的包头万郡·大都城住宅小区项目也获得钢结构行业内的最高奖项---钢结构金奖以及内蒙古优质工程、内蒙古新技术应用示范工程等诸多奖项。
参考文献
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