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居然大厦钢筋桁架模板施工技术

作者：张 斌 等    
时间：2009-12-22 20:26:03 [收藏]
钢筋桁架模板是将楼板中钢筋在工厂加工成钢筋桁架，并将钢筋桁架与底模连接成一体的组合模板。施工阶段，能够承受混凝土自重及施工荷载；使用阶段，钢筋桁架与混凝土协同工作，承受使用荷载。
    摘 要：钢筋桁架模板是将楼板中钢筋在工厂加工成钢筋桁架，并将钢筋桁架与底模连接成一体的组合模板。施工阶段，能够承受混凝土自重及施工荷载；使用阶段，钢筋桁架与混凝土协同工作，承受使用荷载。该产品力学模型简单、直观，生产机械化程度高。钢筋桁架模板减少现场钢筋绑扎工作量70%左右，上下两层钢筋间距及混凝土保护层厚度能得到保证，钢筋排列均匀，为提高楼板施工质量创造了条件。
    关键词：钢筋桁架模板 楼承板 自承重 无支撑

    一.工程概况
    居然大厦结构形式为钢框架+核心筒剪力墙结构（图1），地上楼板部位采用压型钢板+钢筋砼组合楼板（图2）。由于结构整体刚度不满足设计要，故地上东西两侧的压型钢板需采用现浇混凝土楼板或钢筋桁架模板，8层、13层整层采用现浇混凝土楼板或钢筋桁架模板。


    二.钢筋桁架模板简介
    1、产品概况：钢筋桁架模板是将楼板中钢筋在工厂加工成钢筋桁架，并将钢筋桁架与底模连接成一体的组合模板。见图3。钢筋形成桁架，承受施工期间荷载，底模托住湿混凝土，因此这种技术可免去支模的工作及费用。


    3、构件规格：钢筋桁架模板是由钢筋桁架、支座钢筋、底模等构件构成。钢筋上下弦采用成盘供应得热轧钢筋HPB235、HRB400或冷轧带肋钢筋550级；腹杆采用成盘供应得HPB235、冷轧光圆钢筋550级或650级；桁架支座钢筋用热轧钢筋HPB235或HRB335。底模柴用镀锌卷板，基板厚度为0.5mm，镀锌层两面总计不小于120g/m2。
    4、型号：根据现场钢梁的跨度、楼板的厚度选择不同型号的钢筋桁架模板，同一工程钢筋桁架模板的型号不宜多于3种。
    5、节点设计：


    三.方案选择
    7层以下东侧、7层以上东西两侧、8层、13层整层由于使用压型钢板+钢筋砼组合楼板的整体刚度不满足设计要求，故需选择现浇混凝土楼板或钢筋桁架模板+钢筋砼组合楼板。分别从经济、工作量、安全、质量四个方面分析，选择适合居然大厦施工条件的方案：
    （1）经济：现浇混凝土楼板搭设脚手架、支模板的措施费、人工费与铺设钢筋桁架模板的安装费基本相同，但搭设脚手架、支模板所需的时间要远远长于安装钢筋桁架模板；
    （2）工作量：使用钢筋桁架模板现场绑扎钢筋工作量减少60%～70%，可进一步缩短工期；桁架受力模式合理，可以提供更大的楼承板刚度，可大大减少或无需施工用临时支撑；
    （3）安全：钢筋桁架模板的力学性能与传统现浇楼板相同，楼板抗裂性能好；耐火性能与传统现浇楼板相当；底模不参与使用阶段受力，不需考虑防火、防腐问题；
    （4）质量：钢筋桁架模板的钢筋排列均匀，上下层钢筋间距及混凝土保护层厚度由可靠保证；楼板的双向刚度接近，有利于建筑物抗震。
    综合以上4点考虑，居然大厦7层以下东侧、7层以上东西两侧、8层、13层整层选用钢筋桁架模板+钢筋砼组合楼板。
    四.钢筋桁架混凝土楼板受力特点
    1、普通现浇钢筋混凝土楼板，施工阶段因下部支模故基本没有挠度，待混凝土达到一定强度后拆模，在自重作用下，楼板下挠，板底混凝土产生拉力、甚至出现裂缝。而钢筋桁架模板根据是否设临时支撑分为两种情况：
    （1）设临时支撑时，与普通现浇混凝土楼板基本相同。
    （2）不设临时支撑时，在混凝土结硬前，楼板强度和刚度即钢筋桁架的强度的刚度，钢筋桁架模板自重、混凝土重量及施工荷载全由钢筋桁架承受。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力，在除去楼板自重以外的永久荷载及楼面活荷载作用下，板底混凝土才产生拉力。这样，楼板开裂延迟，楼板的刚度比普通现浇混凝土楼板大。
    2、在使用阶段，钢筋桁架上下弦钢筋与混凝土一起共同工作，此楼板与钢筋混凝土叠合式楼板具有相同的受力性能，虽然受拉钢筋应力超前，但其承载力与普通钢筋混凝土楼板相同。
    3、作为底膜的压型钢板厚度较薄，而且考虑经济性，钢板下部不做防火处理，所以计算楼板承载力时不应考虑钢板作用。但在正常使用情况下，钢板的存在增加了楼板的刚度，改善了楼板下部混凝土的受力性能。
    五.施工工艺
    1、工艺流程


    2、钢筋桁架模板施工前准备
    （1）钢筋桁架模板的搬入地点与存放计划应根据现场的起重设备、进场路线、质量检查以及露天存放等因素等来拟订。
    （2）吊装时将两段等长钢绳索的两端分别穿入包装架，再用两根钢绳索将其与塔吊等连接吊装，捆底另兜穿软吊带，钢绳索夹角不能大于60度（图5）。

    （3）由于运输与卸车时，不可避免地会对少数模板边缘搭钩有所损伤，可采用自制的矫正器具进行矫正后再安装，保证板与板之间的搭钩连接牢固。矫正后的搭钩开口角度不宜太大（不应大于45度），防止出现搭钩之间连接不牢，造成漏浆现象。
    （4）钢筋桁架模板的施工须保证以下工序完成后方可进行：
     施工层平面次梁安装完成和全部高强螺栓终拧完成；
     主体框架结构焊接完成后，柱垂直度、梁的平面标高等偏差复测合格；
     主体框架结构焊接完毕并已经超声波探伤合格；
     搁置点齐全，梁面已经清洁、无油污，焊接检查合格。
    3、钢筋桁架模板的施工
    (1) 钢筋桁架模板平面及立面施工顺序：每层钢筋桁架模板的铺设宜从起始位置向一个方向铺设，随主体结构安装施工顺序铺设相应各层的钢筋桁架模板。
    (2) 楼板铺设前，应按图纸所示的起始位置放设铺设时的基准线。对准基准线，安装第一块板，将其支座竖筋与钢梁满焊固定，确保在高空施工时支座竖筋与钢梁焊接的抗拉承载力大于空气产生的吸引力，每个焊点不能小于2KN。再依次安装其它板，每铺设一块便焊接固定一块。
    (3) 楼板连接采用扣合方式，板与板之间的拉钩连接应紧密，保证浇筑混凝土时不漏浆，同时注意排板方向要一致。
    (4) 平面形状变化处（钢柱角部、核心筒转角处等），可将钢筋桁架模板两端切割，切割前应对要切割的尺寸进行放线并检查复核。可采用机械或氧气切割，切割时尽量选择桁架接点的部位，但必须满足设计搭接的要求，切割后的钢筋桁架模板端部仍需按照原来的要求焊接水平支座钢筋和竖向支座钢筋，若在节点中部切断，腹杆钢筋也需焊接在竖向钢筋上，就位后方可进行安装。
    (5) 跨间收尾处若板宽不足576mm，可将钢筋桁架模板沿钢筋桁架长度方向切割，切割后板上应有一榀或二榀钢筋桁架，不得将钢筋桁架切断。
    (6) 严格按照图纸及相应规范的要求来调整位置，板的直线度误差为10mm，板的错口要求小于5mm。
    (7) 钢筋桁架平行于钢梁端部处，底模在钢梁上的搭接不小于30mm，沿长度方向将镀锌钢板与钢梁点焊，焊接采用手工电弧焊，间距为300mm。
    (8) 钢筋桁架垂直于钢梁端部处，模板端部的竖向钢筋在钢梁上的搭接长度（指钢梁的上翼缘边缘与端部竖向支座钢筋的距离）应≥5d（d为下部受力钢筋直径）,且不能小于50mm，并应保证镀锌底模能搭接到钢梁之上。搭接到钢梁上的竖向钢筋及底模应与钢梁点焊牢固。
    (9) 待铺设一定面积后，必须按设计要求设置楼板支座连接筋、加强筋及负筋等。连接筋等应与钢筋桁架绑扎连接。并及时绑扎分布钢筋，以防止钢筋桁架侧向失稳。
    (10) 边模板安装时应拉线校直，调节适当后利用钢筋一端与栓钉点焊，一端与边模板点焊，将边模固定，边模板底部与钢梁的上翼缘点焊间距300mm。
    (11) 若设计在楼板上要开洞口，施工应预留。应按设计要求设洞口边加强筋，四周设边模板，待楼板混凝土达到设计强度后，方可切断钢筋桁架模板的钢筋及底模。切割时宜从下往上切割，防止底模边缘与浇注好的混凝土脱离，切割可采用机械切割或氧割进行。
    (12) 钢筋桁架模板安装好以后，禁止切断钢筋桁架上的任何钢筋，若确需将钢筋桁架裁断，应采用相同型号的钢筋将钢筋桁架重新绑扎连接，并满足设计要求的搭接长度。
    (13) 钢筋桁架模板铺设好后，应做好成品保护，避免人为的损坏，禁止堆放杂物。
    4、钢筋桁架模板施工质量检查
    (1) 楼板的几何尺寸及钢筋桁架的构造尺寸是否满足要求；
    (2) 每个部位钢筋桁架模板的型号是否与图纸相符；
    (3) 支座竖筋及板边在钢梁上的搭接长度是否满足要求；
    (4) 支座竖筋、板端、板边及边模是否与钢梁或栓钉焊接牢固；
    (5) 板边及异形处经过切割的位置处保证无漏浆部位存在；
    (6) 钢柱边、钢筋桁架模板底部及混凝土边的临时支撑的情况是否符合设计要求；
    (7) 预留洞口位置是否在允许偏差范围内。
    (8) 检验栓钉焊接质量。
    (9) 检查钢筋桁架模板板与板之间拉钩连接是否完全扣合、扣合是否紧密。
    六.产品缺陷
    钢筋桁架模板在外观质量上还存在一定缺陷。在加工制作时，钢筋桁架与底模采用电阻点焊，制品的焊点烧穿数量超过焊点总数的20%（图7）；钢筋桁架模板在现场露天存放时，底模由于与钢筋桁架焊接时镀锌层破坏，由于雨水的侵蚀，底模镀锌层破坏位置就会出现水斑（图8）。这两种缺陷在完善加工工艺后还是可以得到解决的。通过增加底模厚度（由0.5mm→0.7mm），这样焊点烧穿现象会大大降低，镀锌板底模镀层也不会被破坏，影响外观质量的水斑就不会产生。

    七.结语
    目前，多高层钢结构建筑楼板一般采用带一定肋高的压型钢板混凝土组合楼板，这种楼板有楼板下表面不平整、钢筋绑扎繁琐、钢筋间距及混凝土保护层厚度不好控制、不能做成双向板等多方面的不足。钢筋桁架模板系统是将楼板中的钢筋在工厂加工成钢筋桁架，并将钢筋桁架与镀锌压型钢板焊接成一体的组合模板。与以往的楼板施工方法不同，在建设现场，可以将钢筋桁架模板直接铺设在钢梁上，然后进行简单的钢筋工程，便可浇筑混凝图，提高了楼板施工效率。在居然大厦工程中，这种模板得到了很好的应用。不仅节省了支模板、搭设脚手架的人工费、措施费，而且其力学性能与传统的现浇楼板基本相同，满足了结构设计的刚度要求、抗震性能。钢筋桁架模板充分发挥了钢结构施工周期短的优势，为钢结构楼板施工提供了一条新路子。
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