装配式钢结构常用楼装配式板选型及设计方法概述
钢结构
[摘要] 楼盖为建筑提供了足够的平面内刚度,将整个结构协同工作,对建筑结构设计具有重大意义。随着装配式钢结构建筑的快速发展,楼板施工成为制约装配式钢结构工程进度的关...

[摘要] 楼盖为建筑提供了足够的平面内刚度,将整个结构协同工作,对建筑结构设计具有重大意义。随着装配式钢结构建筑的快速发展,楼板施工成为制约装配式钢结构工程进度的关键因素。本文对装配式钢结构建筑常用的三种楼盖类型进行了详细的介绍,深入分析了三种楼盖体系的优缺点及设计方法,对结构楼盖选用提出了相应的建议,为工程设计人员提供了相应的思路和理论依据。


[关键词] 装配式钢结构;组合楼板;桁架钢筋混凝土叠合楼板;楼板选型;设计方法


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装配式钢结构常用楼装配式板选型及设计方法概述


0  引言



我国正处于生态文明建设、新型城镇化战略布局的关键时期,《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》和《住房城乡建设事业“十三五”规划纲要》提出将建筑业工作重心放在推动建筑产业现代化、推动建筑节能与绿色发展、提高施工质量和安全水平,强调大力发展装配式钢结构建筑,促进建筑业持续健康发展。


装配式钢结构建筑作为建筑工业化的一种形式,所占比重逐年加大,大力发展装配式钢结构建筑是贯彻绿色生态发展理念的重要载体和抓手。


对于装配式钢结构而言,楼盖的选型和设计尤为重要,对结构的安全性、经济性影响较大。因此,本文对装配式钢结构建筑常用的三种楼板体系进行了综述,系统介绍了装配式钢结构建筑楼板的选型要求和计算设计方法,为工程设计人员提供新的设计思路和理论基础,在一定程度上促进了装配式钢结构建筑的发展进程。


1  楼板选型要求


相较于整个建筑结构,楼板相当于水平隔板,能够给结构提供足够的平面内支撑,不仅可以将上部竖向荷载传给梁柱,保证抗侧力结构的空间协同变形,而且还影响建筑的使用功能、造价及施工工期。因此,装配式钢结构建筑楼板选型具有重大工程意义,在确定楼板方案时,应满足以下要求[1]:


(1)具有足够的平面内整体刚度


楼板为结构竖向构件提供水平方向支撑,抵抗水平地震作用和风荷载。随着经济的发展,多高层建筑日趋增多,水平作用逐渐成为结构设计的重要因素,因此,建筑层数的增加要求楼板必须具有足够的刚度,加强结构的整体工作性能,保证结构在横向作用下不产生较大的变形和整体失稳破坏。


(2)满足建筑使用功能


工程设计人员在选择楼板类型时,应考虑到结构层高以及楼层净高度,满足建筑设计的功能使用要求。选择合适的楼板类型,可以减少梁截面尺寸,提高楼层净高度,增加使用空间,同时构件截面尺寸的减少,减轻了建筑的自重,利于结构抗震。


(3)具有良好的经济性能


楼板在选型时,除了安全性以外,经济性能也是重要因素,在满足防火、隔音的基础上,楼板的设计还应方便于设备管线的铺设,降低建筑成本。


(4)现场施工的简便性,便于快速施工


装配式钢结构建筑工业化程度较高,结构构件的加工和制作均在工厂完成,现场直接拼装。因此,楼板选择时尽量选择免支模楼板,降低楼板支模、拆模的繁琐,尽可能减少楼板的施工工期,从而提高建筑的施工速度。


2  常用楼板体系类型


从楼板的选型要求中可以看出,装配式钢结构楼板的选择不仅要考虑其安全性,还需兼顾成本、施工简便以及功能性要求。


目前,在装配式钢结构建筑中,常用的楼板体系类型主要有:压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板组合楼板以及桁架钢筋混凝土叠合楼板。


2.1  压型钢板组合楼板


(1)特点


压型钢板组合楼板是将压型钢板直接铺设在钢梁上,通过栓钉穿透焊接于钢梁。根据压型钢板截面形式的不同,可将压型钢板分为开口型、缩口型和闭口型,如图1所示。组合板示意图见图2。


装配式钢结构常用楼装配式板选型及设计方法概述

装配式钢结构常用楼装配式板选型及设计方法概述


组合楼板中的压型钢板不仅可以作为永久性模板,还可以代替板底受拉钢筋,与混凝土共同工作。因此,压型钢板组合楼板有以下特点[1]:


表1 压型钢板组合楼板特点



装配式钢结构常用楼装配式板选型及设计方法概述


(2)设计方法


1)受力原理[2]