压型钢板作用探讨

(整期优先)网络出版时间:2019-10-22
/ 2

压型钢板作用探讨

秦李鸿

长治市金辉房地产开发有限公司山西省长治市046000

摘要:随着钢结构的发展,压型钢板(即楼承板),广泛应用于钢结构工程的楼屋盖中,它由压型钢板和砼组成组合楼板,再设置一定的主筋和负筋,主要用以承重板材。在施工阶段,压型钢板可代替底摸,承受钢筋砼和施工荷载。待砼强度达到设计要求后,则由组合楼板承受永久荷载和可变荷载。当楼屋面的设计荷载不大时,压型钢板可以代替砼组合板下部的受拉钢筋,但要通过计算来确定。由双层彩钢板夹聚苯板或矿棉板可作为屋面板和内外墙围护板。采用压型钢板组成的组合板和彩钢板组成的保温板,施工简便迅速,能加快工程进度,也能保证工程的施工质量。如今在大量的高层钢结构工程、中小型公共钢结构工程及工业厂房中,都广泛采用这种组合板。

关键词:钢结构;压型钢板;彩钢板;抗拉强度;变形;腐蚀率

1.鉴于压型钢板用于钢结构上的时间不长,缺乏相关的设计应用资料,且计算较为麻烦,所以有的设计人员在选用压型钢板和彩钢板时,在说明中特别注明压型钢板由厂家进行设计,提供板型和板厚,有的设计人员仅注明压型钢板的型号,并未进行详细计算,所以,有的工程所选用的压型钢板仅板本身就能满足施工阶段和使用阶段的设计荷载的要求。对于楼屋面设计荷载比较大的工程,也未经计算来确定钢筋的用量,只注明在压型钢板的波谷内设置一根?8以上钢筋。笔者对不同板型及不同的设计荷载进行过计算,发现压型钢板的应用潜力很大,很值得开发和利用。

2.压型钢板的质量应符合现行国家标准《建筑用压型钢板》GBT12755和中国工程建设协会标准《组合楼板设计与施工规范》CECS273·2010的要求,且用镀锌钢板,不得用镀铝锌钢板。根据YX系列的压型钢板厚度分别为0.5、0.6、0.8mm,多用于墙面板和屋面板,厚度为0.8、1.0、1.2mm的压型钢板多用于楼面板。压型钢板的双面镀锌量不应小于180g∕m2,根据压型钢板镀锌量腐蚀速率,压型钢板每年损失的锌层厚度,根据不同的使用环境来决定,对于室内干燥环境,每年损失的锌层厚度≤0.1μm∕年。这属于腐蚀风险很低的环境,钢板单面镀锌量为90g∕㎡,每层厚1μm约7g/㎡,镀锌厚度为12.86μm,每年锌厚度损失0.1μm∕年时,在此环境下,需128年镀锌层才会损失完。若在室内,偶尔有结露,有一的湿度时,每年锌厚度的损失量约为0.7μm∕年,需18年镀锌层才会损失完。若室内潮湿环境时,每年锌层厚度损失约2μm∕年,只有6年镀锌层即会损失完。由此可见,在厨房、浴室等湿度较大的环境中不易采用压型钢板。在一般环境中压型钢板镀锌后可以使用20年左右,对于压型钢板,只要定期维护还是满足使用要求。

3.对于压型钢板的承载能力和变形的计算,对板型为YX51-240-720、YX51-305-915及YX76-344-688的不同板型进行核算,在压型钢板上现浇C30砼,取可变荷载3.5KN∕m2,檩条间距取2.65m时,施工阶段的应力和变形均能满足要求,但在使用阶段的应力能满足要求,但变形不满足。若砼强度达到设计要求,压型钢板和砼组成的组合楼板共同工作时,变形即能满足。笔者以YX76-344-688压型钢板为例,板厚1.2mm,I=142.01cm4∕m,W=36.98cm3∕m,楼面荷载取2.68KM∕m2,施工荷载取0.15KN∕m2,线荷载为2.32KN∕m,ó=52.54N∕mm2<215N∕mm2,满足强度要求:变形计算中ω=4.48mm<8.83mm[L/300],变形在允许范围内。使用阶段验算时,ó=118.72<215N∕mm2,应力满足,变形为11.52>8.83mm,不满足要求。但若砼强度达到设计标号后,与压型钢板组成的组合楼板,不在压型钢板内放置钢筋,采用组合楼板的I和W,变形也能满足要求,ω=0.92mm<8.83mm。

若将檩条间距改为3m时,仍采用组合楼板,使用阶段ó=152<215N∕mm2,ω=1.5mm<10mm。

再将檩条间距小于3.5m时,仍采用组合楼板,使用阶段的ó=207.1<215N∕mm2,变形ω=2.79mm<11.7mm,均满足要求。

为安全起见,采用连续压型钢板时,尚需增加负弯矩筋,若考虑到温度应力时,可将负弯矩筋改为钢筋网片,还需在压型钢板底部适当布置一些受拉钢筋。

4.采用中国工程建设协会新规范《组合楼板设计与施工规范》CECS273·2010进行验算,还以檩条间距为2.65m为例,施工阶段ó=49.65<205N∕mm2,使用阶段M=4.61KN-M,若受拉区不设置钢筋时,M>M0,强度满足要求。组合楼板使用阶段的变形<板跨的L/200=13.3更能满足要求。

若檩条间距改为3m、3.5m时,变形均能满足要求。

5.无论采用新旧规范核算,檩条间距在3.5m以内,采用压型钢板浇筑砼后,只要砼强度达到80%以上,砼和压型钢板共同工作后,其强度和刚度才能充分发挥。一般情况下,无需在压型钢板的波谷处配置钢筋,但应配置一定的构造钢筋,在顶部应配置负弯矩钢筋网片,当然必须经过设计计算来确定。所以在选用压型钢板作为组合楼板时,一定要经过认真计算,不能盲目选用,要有依据。

6.目前市场上的压型钢板种类繁多,各厂家生产的压型钢板各有特色,极不统一。行业新规范出台后与国家标准规范也有不同之处,如《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中规定Q235板厚≤16㎜时,抗拉、压、弯f取215N/mm2,Q345f取310N/mm2,而新规范f分别取205N/mm2和300N/mm2:国家标准规范变形取板跨的1/300,而新规范为1/200,行业规范应服从国家标准规范。国家标准规范比较严谨,更具有广泛性和代表性。但随着钢结构工程的发展,组合楼板的使用越来越广泛,同时,随着科学技术的发展,压型钢板出现了很多新的产品,不论是设计规范还是施工规范应进行广泛的调查研究,包括国外的新产品,以便把更先进更科学更富有创新性的产品归纳入新规范。

7.随着改革开放的深入发展,钢结构已进入了蓬勃发展的新时代,钢结构是一种环保工程结构,压型钢板是钢结构工程重要的组成部分,它可以重复利用,不产生大量的建筑垃圾,也不会对周围环境造成污染,它可以在车间批量加工生产,现场施工灵活方便,除锈防腐等防护简单,这种产品获得众多客户的青睐。