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        彩鋼壓型板的設計指南

        返回列表 來源:永成美筑 瀏覽:143 發布日期:2022-12-22【

        彩鋼壓型板

          
                第1部分 名詞解釋

          1.1 壓型鋼板到底是個什么鬼

          在大陸規范中,支撐樓面混凝土的壓制成型的鋼板被稱為壓型鋼板。在境外的稱呼中,壓型鋼板的意義更為廣泛,包括屋面、墻面的壓制成型的彩鋼板均稱為壓型鋼板,而支撐樓面混凝土的壓型鋼板被稱為鋼承板或樓承板。即大陸所指的壓型鋼板等同于鋼承板或樓承板。

          1.2 組合樓板和非組合樓板的區別

          壓型鋼板與現澆混凝土(達到強度后)組合在一起,壓型鋼板在施工階段充當澆注混凝土的永久模板,在正常使用階段全部的或部分的起板底受拉鋼筋的作用,采用這種設計的樓板稱為組合樓板。 僅在施工階段充當澆筑混凝土的永久模板,在正常使用階段完全退出工作,采用這種設計的樓板,稱為非組合樓板。

          1.3 通俗易懂的無支撐跨距定義

          在施工階段混凝土為流體,僅作為荷載考慮,壓型鋼板須單獨工作以提供樓板混凝土荷載、施工荷載的支撐作用。在一定樓板厚度下,某種壓型鋼板的計算跨距即為無支撐跨距。某種壓型鋼板可承受的跨距即為無支撐跨距。若在施工階段不設臨時支撐,壓型鋼板的無支撐跨距即為次梁間距。顯然壓型鋼板的無支撐跨距須大于次梁間距。

          第2部分 材質介紹

          2.1 聊聊鋼板厚度的常用規格

          壓型鋼板采用冷軋鋼板(鋼卷)制成,鋼板厚度的常用規格為:0.75mm、0.90mm、1.0mm、1.20mm、1.50mm,鋼板厚度大于 1.2mm 時,其成型較困難,更主要是栓釘無法焊透壓型鋼板與鋼梁可靠連接,所以壓型鋼板厚度不應大于 1.5mm,用作組合樓板時,《規范》規定鋼板厚度≥0.75mm。

          2.2 談談鋼板表面鍍層的設計要求

          制作壓型鋼板的冷軋鋼板(鋼卷)須連續熱浸鍍鋅(或鍍鋁鋅),鍍(鋁)鋅量視設計要求而定。當按非組合樓板設計時,其要求可放低,一般雙面鍍鋅量為 175g/m2(180g/m 2 )足夠,當按組合樓面設計時,《鋼—混凝土組合樓蓋結構設計與施工規程》(YB9238-92)規定,雙面鍍鋅量為275g/m 2 。也可采用更高的鍍層要求,如鍍鋅量為300g/m 2 、350g/m 2 或鍍鋁鋅量(5%鋁)為 275g/m 2 、300g/m 2 等,較高的鍍層量使用組合樓板有更長的耐久性,同等量的鍍鋁鋅的防銹蝕能力大約兩倍于一般熱浸鍍鋅。

          2.3 講講鋼板屈服強度三種類型

          鋼板屈服強度 fy 視設計要求而定,一般為:235N/mm 2 、345 N/mm 2 (345 N/mm 2 )、410N/mm 2 等。更高屈服強度的鋼板不宜用作組合樓板,因為鋼板的塑性教差。

          在結構設計文件中,應注明所采用壓型鋼板的鋼材厚度,鍍鋅(鋁鋅)量及屈服強度。

          第3部分 目前大陸市場主要的壓型鋼板

          3.1 開口型壓型鋼板

          開口板(以下簡稱開口板)主要有兩種斷面,肋高 75mm(或 76mm)及肋高 50mm(或51mm),而整板寬度及肋距各家廠商均略有不同,它們的斷面性質也所有差異。開口板表面分為有壓花處理和無壓花處理,有壓花處理的開口板與混凝土的粘結較好。

          3.1.1 開口板優點詳細分析

          開口板的主要優點是,較小的用鋼量可提供較大的斷面性質。由于肋高對慣性矩來說是三次方關系,對抵抗矩來說是平方關系,所以肋高愈大,用鋼量愈省。但肋高愈大,樓板總厚也愈厚,所以合適的肋高才是可取的。開口板的兩種斷面高度是英制過來的,也即 2 英寸(2w)和 3 英寸(3w)開口板(1 英寸=25.4mm),在同樣斷面性質情形下,顯然 3w 用鋼量較 2w 少。

          3.1.2 開口板缺點全面解讀

          由于開口板端部有較大的洞口,為阻止混凝土端部漏漿,必須在端部設置封口板,增加了施工工序,特別是當開口板斜切時,無定型封口板。須現場實測定制封口板,增加了施工難度,采用開口板使樓板較厚,增加了混凝土用量,在建筑物周邊及洞口四周的擋板也較費用鋼量。

          開口板可以用作組合樓板或非組合樓板,用做組合樓板時須有壓花處理,也應有各種情形下的載重實驗,鍍層及屈服強度的要求也是必須的。組合樓板的計算方法及構造要求在多本《規程》中均有闡述。

          開口板用做組合樓板的問題在于它的耐火設計。大陸的《規程》中沒有耐火設計的規定,《高鋼規程》中要求開口板肋頂之上的混凝土覆蓋厚度≥80mm,這是基于《防火規范》中的要求,解決了 1.5 小時耐火極限背火面的溫度問題,也即隔熱要求,以防引燃相鄰層樓面?!督M合樓蓋規定》提出了配置耐火鋼筋,由于開口板完全暴露在迎火面,試驗證明在 1.5 小時耐火極限時,開口板溫度均大于 800℃,鋼材強度趨于零,已退出工作。

          3.1.3 開口板結構設計中 5 條重要建議

          (1) 盡量將開口板用作非組合樓板設計;

          (2) 開口板肋頂以上混凝土覆蓋厚度≥80mm,當對樓板平面內剛度要求較高時,應加厚樓板,如在高層建筑中,覆蓋厚度≥100mm。

          (3) 開口板肋頂以上混凝土覆蓋厚度至少≥50mm,當不滿足≥80mm 時,板底須做防火噴涂,防火噴涂厚度≥15mm

          (4) 開口板用作組合樓板設計時,板底應配置耐火鋼筋,計算耐火鋼筋時,靜載分項系數取 1.0,活載分項系數取 0.5。

          (5) 開口板用作組合樓板設計,當板底做防火噴涂時,可不配置耐火鋼筋。

          3.2 縮口型壓型鋼板

          縮口板(以下簡稱縮口板)的肋高為 50mm(51mm),而整板寬度及肋距各家廠商均有不同,它們的斷面性質也有所差異。

          3.2.1 縮口板 5 大優點詳細分析

          (1) 耐火隔熱性能提高?!陡咪撘幊獭芬幎?,1.5 小時耐火極限采用縮口板,樓板總厚≥110 即可。

          (2) 形狀楔形斷面使壓型鋼板與混凝土間的握裹剪力增加,當按組合樓板設計時,這種握裹剪力是非常重要的。

          (3) 一般無需封口板,用特制的堵頭封堵即可阻止混凝土端部漏漿。

          (4) 有些廠家提供配套的板底懸吊零件,可用于板底管道及吊頂安裝。

          (5) 施工完成后的板底較美觀,如同企口天花板。

          3.2.2 縮口板 3 個重要缺點分析

          由于鋼筋完全暴露在迎火面,如同開口板一樣,在火災時鋼板退出工作,當按組合樓板設計時,板底應配置抗鋼筋(雖然它的隔熱要求是滿足的)。

          樓板有效厚度如同開口板一樣,為壓型鋼板肋頂以上厚度,當樓板總厚為10mm時,樓板有效厚度僅為 110-50=60mm。

          由于縮口板較小的肋高,它的斷面性質較差。為滿足無支撐跨距的要求,須采用較厚的鋼板,從而導致用鋼量往往較大。

          3.2.3 縮口板結構設計中 3 條重要建議

          (1) 當對樓板平面內剛度要求不高時,如多層鋼結構建筑可采用縮口板。

          (2) 樓板總厚須≥110mm。

          (3) 應按組合樓板設計,但板底須配置耐火鋼筋,計算耐火鋼筋時,靜載分項系數取 1.0,活載分項系數取 0.5。

          3.3 閉口型壓型鋼板

          閉口板(以下簡稱閉口板)大致有兩種板型,分別肋高 66mm 的 yxb66-720 型及肋高 46mm 的 yxb46-600 型。

          3.3.1 閉口板 6 大優點詳細分析

          閉口板總結了開口板與縮口板的利弊,是目前新型的一種板型,它的制作難度較大,但綜合特性優。它的主要優點是:

          (1)強勁的混凝土握裹抗剪

          閉口板獨特的楔形斷面設計,它的肋周圍完全被混凝土握裹,大大增加了鋼板與混凝土的接觸面,更為重要的是,在組合樓板受彎的狀態下,混凝土與閉口肋之間產生一定的壓力,彎矩越大,壓力越大,在混凝土與鋼板之間摩擦系數恒定的情形下,這種壓力將提供更大的握裹力。閉口板其腹板上均勻連續的嵌扣同樣提供優異的握裹。根據全載重實驗結果,閉口型組合樓板加載至極限承載力,壓型鋼板與混凝土之間未曾產生滑脫現象,也即握裹剪力始終未見失效。

          (2)優越的組合樓板斷面

          采用閉口型組合樓板,它的優越之處主要表現在三個方面:一是與混凝土之間強勁的握裹剪力,在破壞全載重實驗中表明,構件的破壞不會產生在壓型鋼板與混凝土之間的縱向抗剪上,而這種破壞是脆性的,必須完全避免。二是閉口板的形心接近板底,在相同樓板厚度情形下,組合樓板的內力臂,可抵抗更大的跨中正彎矩。三是閉口板板底的小開口很小(YJ66-720 型開口高度 15mm,YJ46-600 型開口高度 5mm),樓板有效高度為組合樓板總厚度減去開口高度,使組合樓板的有效高度,可提供更大的樓板平面內剛度。

          (3)較好的耐火性能

          由于閉口板的肋四周被混凝土全面包裹,類似于鋼筋混凝土樓板中的板底鋼筋,在火災情形下,即使平板部分退出工作,而板肋由于溫度不高仍有足夠的強度,當耐火設計,滿足時,可替代全部板底鋼筋,無須再板底另加耐火鋼筋。它的隔熱性能同樣優于縮口板。當樓板總厚≥110mm 時,可滿足 1.5h 耐火極限。

          (4)方便的板底懸吊系統

          YJ66-720 型閉口板利用板底溝槽,配合專用的兩片式懸吊零件,可在板底任何地方設置可拆卸吊點,供吊平頂、水電管、空調管等安裝使用。避免事先預埋或事后鉆孔以及施焊等作業,大大方便了設備管道的安裝。

          (5)快速的現場鋪板施工

          閉口板端部無需封口板,無需堵頭,在樓板混凝土澆搗過程中不會產生漏漿現象。閉口板在鋪板過程中不易變形(開口板在運輸及安裝過程中,板高度會降低,板寬會變大,在鋪板施工中須調整變形,否則會由于板高度降低影響斷面性質,造成施工事故。)側接以自攻螺絲固定,所以施工閉口板較其它板型均可縮短工期。

          (6)美觀的板底效果

          閉口板平整的板底,搭配 240mm 間距的溝縫,好似經過二次裝修后的吊頂效果,在一些非必須吊頂的區域,提供了十分美觀的頂面效果。

          3.3.2 閉口板結構設計中 8 條重要建議

          (1) 閉口板應用作組合樓板設計,全部地或部分地替代板底鋼筋。

          (2) 采用 YJ66-720 型閉口板,樓板總厚≥116mm(一般取 120mm)。采用 YJ46-600型閉口板,樓板總厚≥110mm。二者均滿足 1.5h 耐火極限,且樓板有效厚度≥100mm。適用于高層建筑。

          (3) 一般多采用 YJ66-720 型閉口板,由于其肋高為 66mm,較 YJ46-600 型可提供更大的無支撐跨距?;蛟谕瑯拥臒o支撐跨距情形下,用鋼量較省。

          (4) 在無需 1.5h 耐火極限(非一級耐火建筑)的條件下,YJ46-600 型組合樓板總厚小可取 96mm(肋高上加 50mm)。在按雙向板設計時,采用YJ46-600 閉口板可使樓板的長方向較大。

          (5) 必須進行耐火設計計算,以確定全部或部分取代板底鋼筋。

          (6) 在以下建筑使用功能情形下,一般可不配板底鋼筋。住宅、辦公(活載≤2.5KN/m 2 )。商場(活載≤3.5KN/m 2 )以及其它活載≤3.5KN/m 2 ,且干燥的室內環境下。

          (7) 在以下建筑使用功能情形下,建議配耐久性鋼筋或加強鋼筋:衛生間、浴室、廚房、游泳池、設備用房、高層建筑中加強層以及所有潮濕環境或室外環境下。計算耐久性鋼筋時,靜載分項系數取 1.05,活載分項系數取 1.2。

          (8) 鋼板雙面鍍鋅量必須≥275g/m 2 ,鋼板屈服強度宜≥345N/mm 2 。

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