钢筋桁架楼承板设计手册-2.docx

钢筋桁架楼承板设计手册-2目录1钢筋桁架楼承板简介(2)1.1产品大概情况(2)1.2产品形状(2)1.3构件规格(3)2材料(3)2.1钢筋(3)2.2混凝土(4)2.3底模(4)2.4焊条(5)3钢筋桁架混凝土模板(5)3.1钢筋桁架混凝土模板的构成(5)3.2适用范围(5)3.3设计需遵守的相关规定(5)4钢筋桁架混凝土楼板受力特点(6)5钢筋桁架混凝土楼板设计(6)5.1设计内容(6)5.2计算方法(6)5.3设计步骤(9)5.4构造要求(9)6设计相关事宜(9)7设计实例(10)7.1工程大概情况(11)7.2钢筋桁架楼承板长度确定(11)7.3钢筋桁架楼承板选用及附加钢筋计算(11)7.4施工示意图(36)附录一钢筋桁架楼承板选用表(38)附录二等跨连续板在均布荷载作用下的弯矩系数(46)附录三钢筋桁架楼承板节点详图(48)1钢筋桁架楼承板简介1.1产品大概情况1.1.1钢筋桁架楼承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楼承板。见图1.1.1。钢筋构成桁架，承受施工期间荷载，底模托住湿混凝土，因而这种技术免去支模、拆模的工作及费用。注：左下角标注为肋高3mm。图1.1.1钢筋桁架楼承板1.2产品形状1.2.1A型钢筋桁架楼承板形状见图1.2.1-1、图1.2.1-2；1.2.2B型钢筋桁架楼承板形状见图1.2.2-1、图1.2.2-2；图1.2.1-1A型钢筋桁架楼承板横剖面图htc下弦钢筋上弦钢筋腹杆钢筋钢筋桁架间距底模Ch图1.2.1-2A型钢筋桁架楼承板纵剖面图t上弦钢筋下弦钢筋腹杆钢筋支座竖筋支座水平筋底模钢筋桁架节点间距htc下弦钢筋上弦钢筋钢筋桁架间距上弦钢筋底模图1.2.1-2B型钢筋桁架楼承板纵剖面图1.3构件规格1.3.1钢筋桁架楼承板是由钢筋桁架、支座钢筋、底模等构件构成，产品构件标准规格见表1.3.12材料2.1钢筋2.1.1上下弦采用盘供给的热轧钢筋HPB235、HRB400或冷轧带肋钢筋550级；腹杆采用成盘供给的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HPB335.楼板中附加钢筋采用热轧钢筋HPB235、HRB335、HRB400或冷轧带肋钢筋550级。注：HPB235级钢筋系指现行国家标准（钢筋混凝土用热轧光圆钢筋）GB13013中的Q235钢筋；HRB335级、HRB400J级钢筋系指现行国家标准（钢筋混凝土用热轧带肋钢筋）GB1499中的HRB335级和HRB400级钢筋；550级冷轧带肋钢筋系指现行国家标准（冷轧带肋钢筋）GB13788中的CRB550钢筋；550级或650级冷轧光圆钢筋参照现行国家标准（冷轧带肋钢筋）GB13788中的CRB550或CRB650钢筋。2.1.2钢筋强度标准值?YK应按表2.1.2采用。钢筋强度标准值N/mm2)表2.1.22.1.3钢筋抗拉强度设计值?y和抗压强度设计值?1y应按表2.1.3采用。钢筋强度设计值(N/mm2表2.1.32.1.4钢筋弹性模量ES应按表2.1.4采用。2.2混凝土2.2.1混凝土强度等级不应低于C20.处于室内高湿度或露天环境的构造构件，其混凝土强度不应低于C30。2.2.2混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值?CK、?tk应按表2.2.2采用。混凝土强度标准值N/mm2)表2.2.22.2.3混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度设计值?C、?t、应按表2.2.3采用。混凝土强度设计值N/mm2)表2.2.32.2.4混凝土受压或手拉的弹性模量EC应按表2.2.4采用。混凝土弹性模量×10表2.2.42.3底模2.3.1底模采用镀锌卷板时，基板厚度为0.5mm，屈从强度应不低于260N/mm2，镀锌层两面总计不小于80g/，质量应符合相应标准的规定。2.3.2底模采用冷轧钢板时，基板厚度为0.4mm，屈从强度应不低于260N/mm2，质量应符合相应标准的规定。2.4焊条2.4.1手工焊采用的焊条应符合现行国家标准（碳钢焊条）GB/T5117或（低合金钢焊条）GB/T5118的规定。选择的焊条型号应与钢筋力学性能相适应。2.4.2钢筋桁架与压型钢筋板之间的连接，采用电阻电焊，焊点的抗剪承载力标准值安表2.4.2采用。钢筋桁架与底模焊点抗剪承载力标准值N表2.4.22.4.3钢筋桁架与压型钢筋板之间焊点的抗剪承载力设计值安表2.4.3采用。钢筋桁架与底模焊点抗剪承载力标准值N表2.4.33钢筋桁架混凝土楼板3.1钢筋桁架混凝土楼板的构成在施工现场，将钢筋桁架楼承板支座在钢梁上，然后绑扎桁架连接钢筋、支座附加钢筋及分布钢筋，最后浇筑混凝土，便构成钢筋桁架混凝土楼板。其纵横向剖面见图3.1.1和图3.1.2.图3.1.1钢筋桁架混凝土楼板纵剖面图3.2适用范围3.2.1适用于一般工业与民用建筑楼板和屋盖、一般构筑物操作平台、市政高架桥桥面等。3.2.2处于高湿、侵蚀环境、构造外表温度高于100，或有生产热源且结果外表温度经常高于60时，应另作处理。3.2.3当钢筋桁架上下弦采用冷轧带肋钢筋时，不适用于有强烈震动的楼盖，不适用于抗震设防烈度大于9度地区的楼盖。3.3设计需遵守的相关标准·建筑构造荷载规范GB50009·钢构造设计规范GB50017·冷弯薄壁型钢构造设计规范GB50018)·混凝土构造设计规范GB50010)·钢混凝土组合楼盖构造设计与施工规程YB9238)·高层民用建筑钢构造技术规程JGJ99)·冷轧带肋钢筋混凝土构造技术规程JGJ954钢筋桁架混凝土楼板受力特点4.1.1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，待混凝土到达一定强度后拆模，在自重作用下，楼板下挠，楼底混凝土产生拉力、甚至出现裂缝。而钢筋桁架楼承板根据能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一样。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和刚度，钢筋桁架楼承板自重、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楼承板变形下进行的，所以楼承板自重不会使板底混凝土产生拉力，在除楼承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。4.2.1在使用阶段，钢筋桁架上下弦钢筋和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一样的受力性能，固然受拉钢筋应力超前，但其承载力与普通钢筋混凝土楼板一样。4.1.3做为底模的压型钢板厚度较薄，而且考虑经济型，钢板下部不做防火处理，所以计数楼承板载力时不应考虑钢板的作用。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。5钢筋桁架混凝土楼板设计5.1设计内容5.1.1在混凝土从浇筑到到达设计强度经过中，楼板受力明显不同。所以应进行使用及施工两阶段计数。5.1.2使用阶段计数包括楼板的正截面承载力计算、楼板下部钢筋应力控制验算、支座裂缝控制验算以及挠度计算。5.1.3施工阶段计算包括上下弦杆强度验算、受压弦杆和腹杆稳定性验算以及桁架挠度验算。5.2计算方法5.2.1钢筋桁架混凝土楼板根据详细工程情况可设计为单向板，可以设计为双向板。在确定设计为单向板还是双向板时，不必遵守楼板长边与短边长度的比例关系原则，即：当长边与短边长度之比小于等于2.0时，可以按单向板设计，但沿长边方向应布置足够数量的构造钢筋。5.2.2单向板设计1.使用阶段A.施工阶段不设临时支撑时，按下面原则设计：1内力计数此阶段楼板构成，根据支座实际情况，按简支或连续梁模型计算。当为连续板时，板支座及跨中弯矩按下面公式计算。支座弯矩调幅不应大于15%。支座弯矩：M支202320222011gglPllFFF+=5.2.2-1跨中弯矩：M中2023*pgglllMMM+=5.2.2-2式中g1楼板自重；g2出楼板自重以外的永久荷载；P2楼面活荷载；0l板的计数跨度；M支支座弯矩；M中跨中弯矩；MF11,楼板自重作用下，根据施工阶段桁架连续性确定的支座或跨中弯矩系数；MF22,除楼板自重以外的永久荷载作用下，根据使用阶段楼板连续性确定的支座或跨中弯矩系数；MF33,楼面活荷载作用下，根据使用阶段楼板连续性、考虑活荷载不利布置确定的支座或跨中弯矩系数。注：1.施工阶段桁架连续性：如图5.2.2所示的楼板简图，设计选用两块长度为la和lb的钢筋桁架楼承板，以为施工阶段楼板为两跨长度为la和三跨长度为lb的连续桁架。在楼板自重作用下，各支座及跨中弯矩分别按两跨和三跨连续桁架计算。2.使用阶段楼板连续性：如图5.2.2所示的楼板简图，以为使用阶段楼板为五跨连续板。在除楼板自重以外的永久荷载及楼板活荷载作用下，各支座及跨中弯矩按五跨连续板计算。3.等跨连续板在均补荷载作用下弯矩系数见附录B。2承载力极限状态计数及正常使用极限状态验算楼板正截面承载力应按现行国家标准（混凝土构造设计规范）GB50010及（冷轧带肋钢筋混凝土构造技术规范）JGJ95有关规定计算。楼板下部钢筋的拉应力应符合下列规定：sk0.9?y5.2.2-3k2ss1ksk+=5.2.2-3SKAN1slk=5.2.2-502h87.02SKAMKS=5.2.2-6式中As计算宽度范围内杆件截面面积；?y钢筋抗拉强度设计值h0截面有效高度；M2k使用阶段除楼板自重以外的永久荷载及楼面荷载标准值作用下计算截面产生的弯矩值；k1N楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉力；s1k楼板自重标准值作用下钢筋桁架下弦的拉应力；k2s在弯矩M2k作用下楼板下部钢筋的拉应力；sk楼板下部的拉应力。楼板支座的最大裂缝宽度限值按现行国家标准（混凝土构造设计规范）GB50010有关规定执行。其裂缝控制验算应按现行国家标准（混凝土构造设计规范）GB50010的相关公式执行，其中Mk应为除楼板自重以外的永久荷载以及楼面荷载作用下按荷载效应标准组合计算的弯矩值。楼板挠度：楼面活荷载作用下楼板的挠度不应超过计算跨度的1/350，楼板自重、除楼板自重以外的永久荷载以及楼面活荷载作用下楼板的挠度不应超过计算跨度的1/250。在楼板挠度计算中，刚度按现行国家标准（混凝土构造设计规范）GB50010中相关公式计算。B.施工阶段设临时支撑时，与普通现浇钢筋混凝土楼板一样进行使用阶段内力计算以及承载力极限状态计算、正常使用极限状态验算。2.施工阶段A.施工阶段不设临时支撑时，钢筋桁架楼承板中桁架杆件的内力以及钢筋桁架楼承板的挠度，采用桁架模型计算。承载能力极限状态按荷载效应基本组合，重要性系数0取0.9。挠度采用荷载的标准效应组合计算。此阶段荷载包括钢筋桁架楼承板自重、湿混凝土重量以及施工荷载。施工荷载采用均布荷载为1.5KN/H和跨中集中荷载沿板宽慰2.5KN/m中叫不利者，不考虑二者同时作用。1上下弦杆强度应按下式计算：y9.0fANS=5.2.2-72受压弦杆及腹杆稳定性应按下式计算：yfANS'?5.2.2-8式中yf'钢筋抗压强度设计值；ht0上下弦杆轴心之间的距离；N杆件轴心拉力或压力；上下弦杆的应力；?轴心受压构件的稳定系数，按现行国家标准（钢构造设计规范）GB50017附录C采用。其中受压弦杆的计算长度取0.9倍的受压弦杆节点间距，腹杆的计算长度取0.7倍的腹杆节点间距。3桁架挠度与跨度之比值不大于1/180，也不大于20mm。B.设有临时支撑时，无需进行施工阶段验算。5.2.3双向板设计为了节约钢材，双向板在施工阶段应沿垂直于桁架方向设临时支撑。施工阶段无需验算；使用阶段按普通现浇钢筋混凝土双向板计算。5.3设计步骤5.3.1确定设计基本参数设计基本参数包括楼板的跨度、厚度，两个阶段板支座情况，钢筋种类，混凝土强度等级，使用荷载等。5.3.2确定钢筋桁架楼承板的长度根据工程情况，楼承板长度能够为一跨或几跨之和，确定时应注意：1钢筋桁架楼板其长度宜为200mm的倍数，特殊情况下长度可为100mm的倍数。2楼承板长度最好定为几跨之和的连续板。3楼承板长度不宜大于20m。5.3.3通过使用阶段计算，初步选择钢筋桁架楼承板的型号。钢筋桁架楼承板设计包括桁架杆件设计、底模设计、桁架杆件连接节点设计和桁架与底模连接节点设计四个方。其中连接节点的强度通过构造保证，不需要验算，底模已设计成型，知足手里要求，所以设计人员只需进行桁架杆件设计便可选择钢筋桁架楼承板的型号。5.3.4当不设临时支撑时，可查附表A或进行施工阶段验算，调整楼承板的型号，以致知足受力要求。5.3.5确定支座附加钢筋用量当钢筋桁架连续时，使用阶段计算的支座负筋截面面积减去钢筋桁架上弦钢筋截面面积，即为支座附加钢筋量；当钢筋桁架在支座处不连续时，使用阶段计算的支座负筋截面面积即为支座附加钢筋量。不同种类钢筋应进行等强带换。5.3.6绘制楼板构造图楼板构造图包括平面布置图及节点大样。平面布置图包含：钢筋桁架楼承板排板，支座负筋、洞边和柱边附加钢筋、分布钢筋，柱边、混凝土墙边支撑件，等等。同时图中必须明确施工期间临时支撑布置情况。5.4构造要求5.4.1纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度钢筋外边缘至混凝土外表的距离不应小于钢筋的公称直径且应符合表5.4.1的规定。注：1.环境类别应根据（混凝土构造设计规范）GB50010中表3.4.1划分；2.由于钢筋桁架混凝土保护层厚度能得到充分保证，所以当混凝土强度等级为C20时，混凝土保护层厚度较（混凝土构造设计规范）GB50010规定有所减小。5.4.2当计数中充分利用钢筋的抗拉强度时，受拉钢筋的锚固长度应按下式计算，且在任何情况下，纵向受力钢筋的锚固长度不应小于250mm。dtyffla=(5.4.2-1)式中al纵向受力钢筋的锚固长度；?y钢筋的抗拉强度设计值；?t混凝土轴心抗拉强度设计值，当混凝土强度等级高于C40时，按C40取值；d钢筋的公称直径钢筋的外形系数，光面钢筋取0.16，带肋钢筋取0.14.5.4.3同一方向，两块楼承板连接处，应设置上下弦连接钢筋；上部钢筋按计算确定，下部钢筋按构造配置，配置量不小于6250.连接钢筋与钢筋桁架上弦钢筋的搭接长度应按下式计算，且不应小于300mm：alll6.1=(5.4.3-1)式中l纵向受拉钢筋的长度连接钢筋与钢筋桁下弦钢筋的搭接长度应按下式计算，且不应小于200mm：alll12.1=(5.4.3-2)5.4.4纵向受拉钢筋的最小配筋百分率取0.2和45?t/?y中的较大值。高层建筑中地下室顶板及转换层楼板的最小配筋百分率为0.25.5.4.5桁架下弦钢筋深化梁边的锚固长度al不应小于5d，且不小于50mm，压型钢板伸入梁边不应小于30mm。5.4.6设计钢筋桁架楼承板时，其长度宜为200mm的倍数，特殊情况下长度可为100mm的倍数。设计时，应调整柱网及梁上翼缘宽度，与之相适应。5.4.7楼板厚度大于等于100mm，小于等于300mm。5.4.8楼板开孔，孔洞切断桁架上下弦钢筋时，孔洞边应设洞边加强筋，当孔洞边有较大的集中荷载或洞边长大于1000mm，应设洞边梁。5.4.9钢筋桁架楼承板悬挑长度不宜大于7ht，否则，施工时必须设临时支撑。5.4.10设计除符合以上规定外，同时也应严格按（混凝土构造设计规范）GB50010和（冷轧带肋钢筋混凝土构造技术规程）JGJ95中相关构造执行。6设计相关事宜6.1.1钢筋桁架楼承板桁架上下弦钢筋规格的多样化，加上不同情况下楼板厚度不同，引起钢筋桁架的规格很多，为了实现产品标准化，附录A中列出了几种常用的产品型号，以供设计选用。6.1.2楼板可设计为单向板，可以设计为双向板。钢筋桁架楼承板在施工阶段均为单向板。不设临时支撑时，一般情况下，施工阶段要求的配筋量已大于使用阶段按单向板计算的配筋量，故楼板宜设计为单向板。当因详细工程情况需设计为双向板时，为了节约钢材，施工阶段应沿垂直于桁架方向设置临时支撑。6.1.3设计时，尽可能使钢筋桁架楼承板连续，这是由于连续板较简支板的挠度小，这样施工阶段楼承板变形小，有利建筑美观。但单块楼承板的长度不宜大于12m，以方面运输及施工。6.1.4当板跨较大时，为降低楼板钢筋用量，建议施工阶段设临时支撑。根据大量计算，当通过使用阶段计算后，对于施工阶段，只需在跨中设一道临时支撑，便可知足施工阶段受力要求。6.1.5设计人员自行编号的钢筋桁架楼承板，必须讲明钢筋规格代号的详细内容。6.1.6对一个项目来讲，为了方便制作，桁架型号不宜太多。6.1.7当垂直于钢筋桁架方向的上不=部附加钢筋置于桁架上弦的顶面时，为保证混凝土保护层厚度，可将桁架的高度减小或在家楼板厚度，但在设计前必须与营销人员或业主沟通，得到业主的认可。假如不能进行有效沟通，设计时，必须将垂直于钢筋桁架方向的上部附加钢筋置于桁架上弦的下外表。6.1.8当垂直于钢筋桁架方向布置有分布钢筋时，宜将分布钢筋置于钢筋桁架下弦的上外表。6.1.9当楼板浇注完成后需要将底模撕除时，底模宜采用0.4mm厚冷轧钢板；垂直于钢筋桁架方向的受力筋或分布筋不得置于桁架上弦顶面，必须布置于钢筋桁架下弦的上外表。7设计实例7.1工程大概情况建筑用处：商店；次梁间距分别为2.0m、2.6m、2.8m、3.0m；楼板厚度100mm；楼面铺地面砖，设吊顶；混凝土强度为C20；楼面梁布置见施工示意图。施工经过不舍临时支撑。7.2钢筋桁架模板长度确定根据构造平面布置图，拟采用三种板长：2.0m、5.6m、8.4m。其中2.0m板按简支板设计；5.6m板按连续板设计；8.4m板按连续板设计。7.3钢筋桁架模板选用及附加钢筋计算7.3.12.0m板设计7.3.1.1设计数据1基本数据混凝土强度C20楼板厚度h=100mm施工阶段构造重要性系数01=0.9左支撑梁上翼缘宽度b1左=200mm使用阶段构造重要性系数02=1右支撑梁上翼缘宽度b1右=200mm永久荷载分项系数G=1.2模板在梁上的支撑长度a=50mm可变荷载分项系数Q=1.4单榀桁架计算宽度b=188mm次梁间距1=2000mm钢筋桁架节点间距ls=200mm