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1、闭口式钢承板应用优点及其净跨距的确定李林富 薛学武扬建集团设备租赁分公司225002)摘 要：钢承板组合结构楼板是充分利用钢材和混凝土材料的结构特点联合成为一整体而共 同工作的一种结构形式,本文主要介绍了闭口式钢承板的性能及其优点，特别是对在无临时支 撑时铺设钢承板净跨距的计算进行分析。关键词：闭口式钢承板 无临时支撑 净跨距1. 工程简介扬州汽车东站一期工程按一级客运站设计，分为主站房、辅助用房、地下停车库三个部 分，地上2层局部3 层，地下一层，总建筑面积14604平方米；采用现浇钢筋混凝土框架结构， 抗震设防烈度为7 度。本工程候车厅屋面钢结构总面积3680平方米，跨度为32 米，外挑7
2、.6 米。采用1.8m高大跨度工字钢梁和钢承板组合屋面技术，钢承板铺设与钢梁连接，板端头与钢 梁熔透点焊，中间采用栓钉与钢梁穿透熔焊；压型钢板间用专用夹紧钳咬合压孔连接；堵头用 专用镀锌堵头板与压型钢板及钢梁点焊。2. 闭口式钢承板的介绍及性能指标本工程采用闭口式钢承板(BD-65型)，该板型广泛应用于多、高层钢结构组合楼板。由于 该板型板底翼板相连，腹板贴合，用于钢-混组合结构楼板中，具有 40%钢板截面积握裹在混 凝土里面，从而具有更优越的结构断面性质和耐火性能。因此，相对于其它压型钢板，更适合 用于钢-混凝土组合结构楼板体系，其主要优势阐述如下：2.1 闭口式钢承板与普通开口板相比板型截
3、面优势(1) 该板型板底平整、腹板贴合，可根据各种房间的不同功能和需要提供多种板底天花处 理方式。可以直接喷漆做成企口型天花板(状似铝扣板)、也可披刮腻子后涂刷水性涂料做成 平板天花板、还可直接贴壁布或壁纸装饰成彩色天花板或利用闭口型楼承板独特的卡槽悬吊系 统安装吊顶。而能更经济地满足业主的审美需要。(2) 闭口式钢承板截面重心距板底15mm左右，小于开口型或缩口型截面参数，按塑性理论 分析组合楼板结构承载力时，混凝土压力合力中心与钢板拉力合力中心具有更大的内力臂，这 表示材料强度发挥更充分，因此闭口型组合楼板具有更大的结构承载力或者说具有更高的安全 系数。(3) 能够完全替代楼板中正弯矩受拉
4、钢筋而且无须喷刷防火涂料即可达到1.5 小时的耐火 时效，闭口肋型和腹板上的冲铆连接使混凝土对楼承板的握裹力更强，组合楼板达到真正的组 合作用。(4) 闭口式钢承板组合楼板能够减小楼板厚度，减轻自重，增大净空高度。采用开口楼承 板，喷防火涂料的情况下最小板厚需126mm，而采用该板型无须防火涂料最小只需100mm。(5) 闭口式钢承板还有独特的卡槽悬吊系统能为建筑物板底机电管道安装提供方便，该系 统无需在板底打眼或预埋铁件，只需轻松将两只卡片插入板底沟槽内，便可提供 200kg 吊重吊 点，拆卸也很方便。2.2 闭口式钢承板与普通开口板相比安装技术优势(1) 制作时严格按照设计铺板图在工厂加工
5、，排板顺序均编号，现场施工无需切割和补板， 方便于钢构公司现场安装。(2) 该板宽为600mm，排板时只需按跨距顺排，与钢梁顺接时，由于板底平整，有足够与 钢梁实接面积。因此不用处理可直接铺过去(开口板因要避免与钢梁虚搭而需切割补板)。(3) 开口板在端口处应封堵板，以免浇筑混凝土时从板底开口漏浆，而闭口式钢承板因腹 板闭合而不用端头堵板。(4) 闭口式钢承板因板底平整，无论与钢梁横搭还是顺搭，均能与钢梁上翼板充分结合， 因此钢梁上翼板顶面无需喷防火涂料。而开口型钢承板与钢梁之间具有空洞，需做肩塞补满空 洞。(5) 闭口式钢承板在上部荷载不是很大的情况下可完全替代下层钢筋，减少现场钢筋制作 量
6、，可减轻现场劳动量，加快施工速度。同时取消了原设计下层钢筋，可为楼板中铺设电线套 管提供更大空间。2.3 与普通钢筋混凝土楼板相比，闭口式钢承板组合楼板具备以下优点：(1) 闭口式钢承板可以作为现浇混凝土的永久模板。这样就省掉了施工中安装和拆除模板 等工序，从而节省了时间和劳动力；(2) 闭口式钢承板安装好以后将可以作为施工平台使用。同时不必使用临时支撑，也不影 响下一层施工平面的工作；(3) 可以作为楼板的底筋使用，减少了安装板筋的工作量；(4) 根据闭口式钢承板的不同截面形状，最多可以减少 30%的楼板混凝土用量。减少的楼 板自重又可以相应的减少梁、柱和基础的尺寸，提高了结构的整体性能；(
7、5) 肋部可以放置水电管线，从而使结构层与管线合为一体，间接地加大了层高或降低了 建筑高度，给建筑设计带来灵活性；(6) 在施工阶段，闭口式钢承板可作为钢梁的连续侧向支撑，提高了钢梁的整体稳定承载 力；在使用阶段，提高了钢梁的整体稳定性和上翼缘的局部稳定性。3. 计算针对本工程的特点：候车厅屋面大梁是弧形，而钢承板带有一定的刚性，且铺设时无临时 支撑。设计铺板图时要考虑钢承板的下料长度，使钢承板与钢粱的净跨距能满足要求。3.1 无支撑跨距计算：(1) 基本参数：混凝土楼板厚 H (mm) : 100 钢承板：BD65-0.75mmfy=410N/mm2次梁间距： 2700 mm 次梁宽度： 2
8、00 mmf =370 N/mm2正弯矩断面系数(Sp) 18870mm3 /m负弯矩断面系数(Sn)： 16230 mm3/m惯性矩( 1)： 952900 mm4 /m 钢承板铺设方式： 单跨铺设(2) 荷载：混凝土容量： 24KN/m3钢承板 BD65-0.75mm自重： 0.12KN/m2BD65-0.75mm 之空腔相当于减少混凝土用量 2.5mm楼板自重： W1k=(100-2.5)1000*240+0.12=2.46 KN/m2施工荷载：W2k=1.5 KN/m2BD65 钢承板空腔面积计算：A 空= (1/2) *35*30+ (1/2) *15* (2/15) *2= 637
9、.5mm2 555 中空洞总面积：( 1/2) *35*30*2+( 1/2) *15*( 15/2) *2*3=1387.5mm2 折合高度 = 1387.5/555 = 2.5mm(3) 强度计算：荷载计算植： W1=1.2*W1k=1.2*2.46=2.95 KN/m2W2=1.4*W2k=1.4*1.5=2.1 KN/m2计算跨距： L=2700-200=2.5m 按单跨铺设，考虑W1、W2的不利组合。正弯矩最大值：挠度允许值：minL/180 =13.89 mm而且所以挠度最大值不得大于 =钢材弹性模量 E =0.01302* W结论：当钢承板单跨铺设楼板厚度为100 mm3.2 扬
10、州汽车东站组合楼板使用阶段验算20mm13.89 mm2.06*105W1k=W2k) *L4/EI=10.26mm =13.89 mm (可)，净跨距W2.5m时，施工阶段无需临时支撑。楼板厚度(H):100 mm组合楼板两端支座状况：楼板计算净跨矩（Ln）:2.7 m钢承板型号：BD65-0.75mm钢承板截面重心距板底高度（h0）:19 mm钢承板每米宽幅截面积（As）:500 mm2/m钢承板屈服强度（ Fy）:60ksi钢承板设计强度（Fs）:370N/ mm2混凝土强度等级：C30混凝土抗压强度设计值（Fc）：14.3N/ mm2边跨a1设计载重： 楼板自重（W1）： 附加静载（W
11、2）： 使用荷载（W3）：N/m25 KN/m23 KN/m2荷载系数 荷载系数 荷载系数1.21.21.4按塑性理论验算抗弯承载力计算线荷载： q = 1.2*(W1+ W2) +1.4* W3=1.2*(2.62+5)1.4*3计算设计弯矩 Mu: = 0.078*q*Ln*Ln= 0.078*13.34*2.7*2.7判定塑性中和轴位置：As*Fs = 1500*370Fc*hc*1000=14.3*35*1000塑性中和轴位置在钢承板肋顶下混凝土受压区高度 h 1=As* Fs/(fc*1000) =1500*370/(14.3*1000)计算内力臂长度：d =H -ho -hl /2
12、 =100-19-38.8/2截面抵抗弯矩： Mr =0.8*fc*h1*d*1000= 13.34 KN/m=7.59 KN*m=555000 N/m=500500 N/m=38.8 mm=61.6 mm=27342515.2 N*mm=27.3 KN*m Mu ,满足要求 按弹性理论计算组合楼板的跨中饶度查得产品型录断面性质表短期荷载作用下的组合截面惯性矩 Is :1376 cm4长期荷载作用下的组合截面惯性矩 Ii :789 cm4短期荷载组合值：Ps= W1+ W2+W3 = 2.62+5+3=10.62KN/m长期荷载组合值： Pi= W1+ W2+0.5W3=2.62+5+0.5*
13、3= 9.12KN/m短期荷载作用下跨中饶度 s=0.00542*Ps*Ln* Ln* Ln* Ln/(E*Is)s =0.00542*10.62*2.7*2.7*2.7*2.7/(2.1*1376) = 0.0011 m =1.1mm长期荷载作用下跨中饶度i=0.00542*Pi*Ln* Ln* Ln* Ln/(E*Ii)i =0.00542*9.12*2.7*2.7*2.7*2.7/(2.1*789)= 0.0016 m = 1.6mm允许最大饶度 Ln/360 :2.7*1000/360=7.5 mm跨中饶度符合要求(3)自振频率计算永久荷载值： Pd = W1 +W2 =2.62 +5
14、=7.62 kg/m永久荷载作用下的跨中饶度 d=0.00542* Pd* Ln* Ln* Ln* Ln/(E*Is)d=0.00542*7.62*2.7*2.7*2.7*2.7/(2.1*1376)=0.00076 m=0.76 mm自振频率计算V=I(0.178*sqrt(0.8/10)=20.415,自振频率符合要求四、结束语实践证明：闭口式钢承板组合板是一种十分合理的结构形式，它能够按其各组 成部件所处的位置和特点，充分发挥钢材抗拉和混凝土抗压性能好的优点，并具有 良好的抗震性能、施工性能。在施工时能提高施工速度，可以作为楼板的底筋使用， 减少了安装板筋的工作量，并因在铺设时候无需临时支撑减少了脚手架的费用，应 对且项技术进行推广运用。参考文献1 钢结构设计规范GB50017-20032 . 开口截面钢偏心压杆在弯矩作用平面外的稳定系数 陈绍蕃. 西安冶金建筑学院学报, 1974: 1-263 建筑施工计算手册 106.04 钢与混凝土组合结构设计与施工出版社:山东科学技术出版社
69闭口式钢承板应用优点及其净跨距的确定
