钢结构钢筋桁架楼承板，大型体育馆直立锁边铝镁锰屋面板 

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摘要：随着钢结构越来越多的应用到高层建筑中，具有整体性好、布置灵活的钢筋桁架楼承板也越来越多的应用到实际工程中，本文旨在介绍钢筋桁架楼承板的设计，并对钢筋桁架楼承板和压型钢板楼承板进行了经济和技术上的对比，可为工程楼板型式的选择提供参考。      

关键词：钢筋桁架楼承板;压型钢板楼承板;设计;经济对比 
　　 
　　土地是不可再生资源，随着土地资源的是益减少，现代房屋建筑渐渐向高度争取使用空间，伴随着房屋高度的增加，钢结构以其高强度低质量的优势被广泛用于超高层建筑中。做为钢结构的楼板，往往采用在压型钢板的底模上现浇砼楼面板的型式，在压型钢板的凹槽内设置钢筋以满足受力要求。由于压型钢板凹槽的单向性，这类楼板往往布置成单向板，结构布置有一定的局限性，而钢筋桁架楼承板具有双向受力特点，结构布置更为灵活。本文将从设计、经济上两个方面介绍钢筋桁架楼承板这一新型的楼板型式。 
　　一、钢筋桁架楼承板的设计 
　　某工程钢筋桁架跨度3m，砼浇筑完成后板厚120mm，桁架高度90mm，上下弦杆10，腹杆R4.5，上弦杆横向间距188mm，下弦杆横向间距60mm/128mm，底模钢板采用0.5mm镀锌Q235钢板，腹杆与下弦杆焊点纵向间距200/100mm，桁架横向分布钢筋采用10@200。钢筋桁架楼承板大样如图1.1： 
　　 
　　图1.1 钢筋桁架楼承板大样 
　　1、施工阶段验算 
　　 施工阶段钢筋桁架楼承板按单块简支单向板计算，施工阶段不设临时支撑。所有荷载由底模钢板承受，通过底模与钢筋桁架的焊点将荷载全部传给钢筋桁架，再由钢筋桁架传到两端钢梁上。需对钢筋桁架以及底模计算。 
　　1)钢筋桁架强度验算 
　　 建立SAP有限元模型如图1.2： 
　　 
　　图1.2 钢筋桁架楼承板SAP模型 
　　上弦杆 
　　受拉强度验算：最大拉力设计值为20.13kN，拉应力设计值为0.9x20130/78.5 =231kN/m2<0.9x360=324kN/m2。 
　　受压稳定性验算：最大压力设计值为9.20kN，弦杆节点间距200mm，稳定系数ψ=0.916，0.9x9200/78.5/0.916=115kN/m2<360kN/m2。 
　　b)下弦杆 
　　受拉强度验算：最大拉力设计值为4.6kN，拉应力设计值为0.9x4600/78.5 =53kN/m2<0.9x360=324kN/m2。 
　　受压稳定性验算：最大压力设计值为8.22kN，弦杆节点间距200mm，稳定系数ψ=0.916，0.9x8220/78.5/0.916=103kN/m2<360kN/m2。 
　　c)腹杆 
　　受拉强度验算：最大拉力设计值为3.88kN，拉应力设计值为0.9x3880/15.9 =220kN/m2<0.9x360=324kN/m2。 
　　受压稳定性验算：最大压力设计值为3.22kN，弦杆节点间距110mm，稳定系数ψ=0.879，0.9x3220/15.9/0.879=208kN/m2<360kN/m2。 
　　2）钢板强度能验算 
　　钢筋桁架钢板在施工阶段做为楼板的底模，受力需考虑施工过程中的楼板砼、卸料局部堆高及施工人员(机械)的荷载，取最不利荷载作用验算。 
　　 a）焊点验算 
　　 焊点沿板跨焊点数为20个。每个焊点受力3.4/20=0.17kN<0.5kN。 
　　 b）底模验算 
　　 底模横向中段，按简支弯矩设计值M=(3.4x0.3/2)x(0.1^2)/8=638Nmm， M/Wnx=638/(150x0.5^2/6)=102N/m2<215N/m2。 
　　 底模横向端部，按悬臂弯矩设计值M=(3.4x0.3/2)x(0.05^2)/2=638Nmm， M/Wnx=638/(150x0.5^2/6)=102N/m2<215N/m2。 
　　 底模纵向中段，按简支弯矩设计值M=(3.4x0.188/2)x(0.117^2)/8=547Nmm， M/Wnx=804/(188x0.5^2/6)=70N/m2<215N/m2。 
　　3)施工期挠度计算 
　　 施工阶段不考虑荷载长期作用的影响，根据SAP2000计算结果，最大挠度为13.1mm
　　 
　　2、使用阶段验算 
　　钢筋桁架楼承板使用阶段本质上属于二次加载受力，计算时需考虑施工期产生的强度应力及挠度。楼承台砼达到设计强度，底模钢板可不考虑参与楼板受力。 
　　1)强度验算 
　　a) 上弦杆 
　　使用阶段二期恒载及活荷载作用下考虑弯矩调幅85%，最大弯矩设计值M=Qq楼x3^2/12x0.85=4.95kNm，不计受压钢筋作用，板受压区高度x=3.5mm，板底筋应力f=α1fcbx/As=120N/mm2，施工阶段应力值为231N/mm2，总应力值为351 N/mm2<360 N/mm2。 
　　b) 下弦杆 
　　使用阶段二期恒载及活荷载作用下考虑弯矩调幅，最大弯矩设计值M=Qq楼x3^2/24+4.95/0.85x0.15=3.78kNm，不计受压钢筋作用，板受压区高度x=2.5mm，板底筋应力f=α1fcbx/As=45.5N/mm2，施工阶段应力值为53N/mm2，总应力值为99 N/mm2<360 N/mm2。 
　　2)挠度验算 
　　按可以出现裂缝工况进行挠度验算，短期BS=0.85ECI0/[Kcr+(1-Kcr) ω]=1x1012Nmm2,长期刚度B=Mk/[Mq(θ-1)+Mk]BS，楼面挠度值为1.05mm； 
　　总最大挠度值为1.05+13.1=14.15mm
　　从上述计算可以看出，钢筋桁架楼承板在施工阶段及后期使用阶段的受力及挠度均满足现行规范。 
　　 
　　二、钢筋桁架楼承板的经济、技术优势 
　　钢筋桁架楼承板主要用于钢结构，故本文将钢筋桁架楼承板与钢结构中常用的的另一种楼板—压型钢板楼板在经济、技术上进行对比。具体如下表2.1： 
　　表2.1钢筋桁架楼承板与压型钢板楼承板经济技术对比 
　　 
　　 
　　从表2.1可以看出，钢筋桁架楼承板虽然在工程费上与压型钢板差不多，其主要优势如下： 
　　1、节省了施工现场绑扎钢筋的工序，可以多层同时施工，工期优势明显； 
　　2、可设计成双向板，有利于建筑的大开间大进深布置； 
　　3、没有纵肋，楼板总厚度可减少30mm～50mm，在相同净空要求的情况下，可降低建筑层高；底面平整，有利于建筑装修 
　　4、在使用阶段不考虑钢板的作用，可减少钢板的防腐防锈防火的前期投资和后期维护费用。 
　　三、结语 
　　随着建筑高度的增加，钢结构越来越广泛的用于高层建筑中，钢筋桁架楼承板以其设计简单、整体性强、造价合理、施工便捷、维护方便等特点将被越来越多的工程所应用。 
　　 
　　参考文献： 
　　[1] 浙江汉德邦建材有限公司企业发布，浙江汉德邦建材有限公司企业标准Q/HDB-02-2006，钢筋桁架模板设计手册[S]，2006年 
　　[2] 中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局联合发布，中华人民共和国国家标准GB50010-2010，混凝土结构设计规范[S]，北京：中国建筑工业出版社，2010年 
　　[3] 中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局联合发布，中华人民共和国国家标准GB50017-2003，钢结构设计规范[S]，北京：中国计划出版社，2003年 
　　[4] 北京金土木软件技术有限公司，中国建筑标准设计研究院编著，SAP2000中文版使用指南[M]，北京：人民交通交通出版社，2006年 
　　[5] 国振喜，张树义主编，实用建筑结构静力计算手册[M]，北京：机械工业出版社，2009年 

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