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鋼質網狀填充體在現澆空心樓蓋中的應用技術

日期:2015年6月1日 18:02

研究背景
  近年來,我國現澆空心樓蓋行業飛速發展,據統計至2014年止,城鄉住房建設部共頒布涉及“空心樓蓋技術規程”的國家行業標準5部;標準圖集1部;CECS協會標準1部;產品標準2部;規程標準保障了空心樓蓋的健康發展;目前在現澆鋼筋混凝土空心樓蓋技術領域,通常采用全密封式或輕質實心式的填充體成孔澆注形成空心樓蓋,如“一種空腹小密肋樓蓋”,采用全密封式薄壁箱體填充體埋在小密肋樓蓋中形成“T字型”受力截面空心層,解決了“T字型”受力截面小密肋空心樓蓋頂板光滑的問題。但全密封式薄壁箱填充體底部與空心樓蓋模板之間沒有設計受力鋼筋,要單獨施加一層抗裂鋼絲網、又由于采用全密封式薄壁箱體作為填充體來實現小密肋空心樓蓋,全密封的薄壁箱體浮力大,薄壁箱體制作凝固硬化時間長,模具利用率低,薄壁箱體密度大質重,生產運輸不便和薄壁箱體整體性差易破損等缺陷。又如一種用組合式網狀箱形構件成孔的空心樓蓋(ZL201320466241.6), 充分利用混凝土表面張力,改變網格形狀不讓混凝土砂漿滲透網狀組合鋼質網狀填充體內,利用不密封的組合式網狀箱形構件替代現有技術全密封空心鋼質網狀填充體或聚苯乙烯泡沫實心鋼質網狀填充體,克服現有空心樓蓋非抽芯成孔用鋼質網狀填充體存在的缺陷;達到制作速度快、生產效率高、與混凝土復合性好、成本低、運輸和施工方便、浮力小、質輕、零破損、不位移、免除隔離墊塊和通長固定鋼筋等。實現了空心樓蓋新技術的突破,已經成為空心樓蓋領域技術創新技術;但是,組合式網狀箱形構件要承受施工荷載和上翼緣混凝土的壓力,必須對箱內作大量的支撐和端口的封堵,采用鋼管作支撐物需要內部大量結構組合,采用同類鋼質網狀材料作為端口的封堵時,結合部位需要大量的焊接,組合難度較大。 為解決上述問題,本文作者又發明了一種用鋼質網狀體與聚苯塊組合框體成孔的現澆空心樓<申請(專利)號:201410181823.9〉,利用研制一種具有空心樓蓋整體性能優越的成孔構件, 既充分利用混凝土表面張力,改變鋼質網狀體格形狀不讓混凝土砂漿滲入鋼質網狀體,不產生浮力,與混凝土關聯性好,增強結構受力,又采取聚苯塊或硅鈣板對鋼質網狀體起到支撐作用,使鋼質網狀體承受施工荷載和上翼緣混凝土的正壓力,兩者結合,形成了鋼質網狀體與聚苯塊(硅鈣板)組合框體來替代空心樓蓋用全密封空心填充體成孔技術。
一、研究目的
  研制一種具有空心樓蓋整體性能優越的成孔構件,是解決現澆空心樓蓋多功能應用的基礎;采用鋼質網狀體與硅鈣板組合體成為現澆空心樓蓋成孔的鋼質網狀填充體(以下硅鈣板包含其他材料的板材)。有益于確保空心樓蓋成孔規范,再充分利用空心樓蓋實現建筑節能一體化;有效的解決現有空心樓蓋成孔技術存在垂直抗浮、水平位移、樓蓋的鋼筋與填充體相融性差造成的填充體表面需隔離處理和底面墊塊、填充體易破損的問題;提高了建筑的耐火等級、鋼質網狀填充體能承受施工荷載正壓力和不漏混凝土沙漿、減少運輸裝載空間等,鋼質網狀填充體構件研制成功,有效保障按設計要求成孔空心樓蓋,成孔過程本身就是空心樓蓋整體技術創新,再將空心樓蓋成孔的鋼質網狀填充體構件相互連通后成為傳送熱風能和防排煙的暗管道,實現多功能空心樓蓋。
二、研究方案
  為了提升現有空心樓蓋技術水平,確保空心樓蓋成孔規范和可靠,達到再用利空心樓蓋發揮節能一體化的作用。一種鋼質網狀體成孔的空心樓蓋,由柱、梁、翼緣板、鋼質網狀體與硅鈣板形成的空腔構件組成;所述的梁為鋼筋混凝土梁或型鋼混凝土組合梁;所述的翼緣板為工字型截面板或T字型截面板;所述的鋼質網狀體與硅鈣板形成的空腔構件由鋼質網狀體和硅鈣板相互作用而成;所述的鋼質網狀體形成六面體空腔構件的頂面板、底面板和兩個側壁的四面體;所述的鋼質網狀體的首尾兩端在四面體任意一面重疊構成;所述的硅鈣板構成鋼質網狀體空腔構件另兩塊側壁板和空腔構件頂面板與底面板之間支撐板;所述的硅鈣板安放在鋼質網狀體兩邊緣的邊加強筋凹槽中;所述柱、梁、翼緣板中現場澆注混凝土。
三、一種鋼質網狀體成孔的空心樓蓋形成

 


圖1鋼質網狀體成孔的空心樓蓋構造圖
1肋梁主筋 2上翼緣鋼筋 3下翼緣鋼筋 4 BDF鋼質網狀填充體
5連通短管   h 填充體高   h1 下翼緣高   h2 上翼緣高

  一種鋼質網狀體成孔的空心樓蓋,由柱、梁、翼緣板、在翼緣板中安置鋼質網狀體與硅鈣板組合形成的填充體構件,現場澆注混凝土形成空心樓蓋。在空心樓蓋的底模板上劃線,確定主梁、肋梁的位置,綁扎成型主梁和肋梁,在柱與主梁構成的網柱中,制作縱橫交叉的肋梁形成網格,是“工”字型受力截面的空心樓蓋布置下翼緣鋼筋后在網格中安放鋼質網狀體與硅鈣板組合填充體構件;采用是“T”字型受力截面的空心樓蓋直接在網格中安放鋼質網狀體與硅鈣板組合填充體構件; 空心樓蓋施工前先準備批量的鋼質網狀體與硅鈣板組合填充體構件的基料,鋼質網狀體與硅鈣板組合填充體構件是用專用機器制作的鋼質網狀體,鋼質網狀體含網狀板和加強肋和連接板和邊加強筋,網狀板和加強肋和連接板和邊加強筋形成特殊鋼質網狀體;在每塊鋼質網狀體加強肋的垂直方向上用壓痕機壓制有組成時需折彎處折彎的折彎痕,便于現場與硅鈣板組合時順痕折彎;硅鈣板可用塑膠板;利用廢棄塑膠制作成鋼質網狀體填充構件兩塊側壁板和填充構件頂面板與底面板之間支撐板;塑膠側壁板上預制有條形洞孔,條形洞孔寬大于側壁板厚;所述支撐板兩端頭部分凸起,凸起部位插入側壁板預制的條形洞孔中,組合成“Ⅱ字形”投影截面;硅鈣板還可用聚苯板或石膏板,利用石膏原液在模具的作用下制作而成,石膏原液利用大型鍋爐燃煤脫硫后的廢棄物再次利用,在脫硫石膏液體攪拌時,添加有增強性短纖維,也可用復合板或瓦楞紙板替代;填充構件組裝時以鋼質網狀體底表面壓痕線為基礎,分別先折空腔構件的兩個側面側壁,爾后安放側壁板和支撐板,直角折彎填充構件頂表面板,一般鋼質網狀體首尾在頂表面疊合搭接,疊合搭接雙層既增強了空腔構件的頂表面抗施工荷載,又起到了懸在空腔構件頂表面混凝土砂漿抗滲漏的作用,防止混凝土砂漿正向滲漏到空腔構件內 ;硅鈣板在鋼質網狀體內作為封堵鋼質網狀體的兩個端口和支撐在填充構件鋼質網狀體的上頂板和下底板之間,側壁板安放在鋼質網狀體兩邊緣的邊加強筋凹槽中,填充構件頂面板與底面板之間的支撐板長度一股≥空腔構件內凈空長度,比內凈空長是在組裝時支撐板帶點彈性,支撐板兩端頭彈型受力后還支撐兩側壁板,阻止支撐板傾倒,同時也解決組裝時支撐板定位,無需對支撐板采取防傾倒措施;根據受力狀態硅鈣板可放置成“工”字形、“Ⅱ”字形、“王”字形,用硅鈣板作為封堵鋼質網狀體的兩個端口側壁板和支撐板,解決了特殊功能建筑耐火等級受限、提高受壓能力支撐鋼質網狀體內空承受的施工荷載、運輸時占用了裝載空間加大成本;

  凡是將利用空心樓蓋作為傳輸熱風的通道和消防防排煙管道時需將相鄰的空腔構件簿板預留的孔洞中串入短管,串通主梁和肋梁,形成暗風道,再利用空心樓蓋為建筑節能發揮作用,實現空心樓蓋多功能利用;在縱橫肋梁形成的網格中,鋼質網狀體與硅鈣板形成的空腔構件安放完畢后,再鋪設和綁扎上翼緣板鋼筋,校正鋼質網狀體與與硅鈣板形成的空腔構件位置,澆注混凝土,震搗,養護,拆樓蓋模板形成所需的鋼質網狀體與硅鈣板組合形成的空腔構件成孔的現澆空心樓蓋。
四、一種鋼質網狀體成孔的空心樓蓋的計算原則和構造要求
  鋼質網狀體成孔的空心樓蓋一般用于跨度較大的情況,采用“工字形”受力截面(己可采用“T字形”受力截面的封閉式密肋樓蓋)。當建筑的柱網長寬比小于2.0時,可采用雙向空心密肋樓蓋。空心密肋樓蓋的柱距一般不宜大于15m;肋梁的間距一般為0.65~1.1m,常采用長方形,長寬比小于2.0,最佳值為600mmX900mm;肋梁的高度通過計算確定,可取跨度的1/25~1/35,肋梁的寬度為0.1~0.2m,當柱距較小時,肋梁的間距和高度可相應減小。空心密肋樓蓋網格為定型規格合模尺寸,確定密肋網格布置及選用密肋梁的截面尺寸時必須考慮鋼質網狀體的規格尺寸,宜于合模。
1、計算原則:空心樓蓋設計計算可參考普通密肋樓蓋的計算原則。
2、構造要求:面板中應配置雙向鋼筋網,每個方向按樓面板全截面計算的配筋率不宜小于0.15 %,鋼筋直徑不宜小于8mm,鋼筋間距不宜>250mm。在柱頂托板所在的肋網格內,其頂面宜附加加強鋼筋網片;在肋梁中,配有負彎矩鋼筋的區段(包括托板的范圍內)因配置封閉的箍筋,在正彎矩區段可配置開口箍筋;正彎矩作用時肋梁按“工字形”截面計算,負彎矩作用時肋梁按寬度等于肋梁底部寬度的矩形截面計算; 僅當采用分離式配筋時,其正彎矩鋼筋宜全部伸入支座。樓蓋主肋梁的鋼筋延伸長度應按其彎矩包絡圖或梁的構造規定確定;為了減少配筋量,將肋梁鋼筋替代部分上、下翼緣的構造鋼筋。
五、鋼質網狀體成孔的空心樓蓋
1 太陽能在空心樓蓋中的應用
  用鋼質網狀填充體做成的空心樓蓋系統具有儲能和循環功能的采暖系統。

 

2 消防防排煙在空心樓蓋中的應用
  將空心樓蓋相鄰的鋼質網狀填充體用短管連通,利用其形成的空間作為防排煙管道系統。構成分布均勻的防排煙風口,用空心樓蓋的暗管道替代傳統消防防排煙明風管。
六、性能特點及經濟效益
1 防火性能好;克服了現有技術用有機材料制作的填充體,耐火極限的限制,同時空心樓蓋又無梁,無需裝修,減小了消防隱患。
2 在密肋梁相鄰的鋼質網狀體,用短管在密肋梁中和軸處連通,形成暗風道,將太陽能轉化為熱風能,送入到空心樓蓋中冬天取暖。
3 將在現澆空心樓蓋時,設置發熱電纜補償熱能,投資少。
4  在密肋梁相鄰的鋼質網狀體,用短管在密肋梁中和軸處連通,形成暗風道,配置出風(回風)口,作暗防排煙風管;既節約樓層空間、美化樓蓋,有減少重復投資。
5 樓蓋光滑平整:改明梁為暗梁(俗稱無梁),樓蓋梁板一樣高,樓蓋頂部光滑平整,不需要被動裝飾。
6 保溫隔音效果好:樓蓋中埋入了鋼質網狀體,當樓面因沖擊發出的聲音,受到鋼質網狀體成孔空氣介質的作用,削減聲波能量影響,底樓層不受上樓層因震動和撞擊發出聲音的影響。
7 抗震性能好:采用在腹板成孔貫通肋梁底部鋼筋技術,增強了結構的整體性,提高了抗震能力。
8 鋼質網狀體實現工業化生產,提高生產效率和產品質量,同時鋼質網狀體可以折疊,減少生產和運輸成本。
9 綜合建價降低:毎平米減少基本建設投資5%以上。
10 符合我國建設采用“新技術、新材料、新工藝、新設備”和“節能省地型”建筑的要求
鋼質網狀體成孔的空心樓蓋發展潛力很大,已經形成較好的創新技術效應,該技術已促進建筑科學技術進步,大大提升了現澆空心樓蓋現有技術,并將現有空心樓蓋綜合利用,成為一種嶄新的建筑結構體系, 該鋼質網狀體成孔的空心樓蓋能產生巨大的經濟效益和社會效益。


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