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由于楼盖结构由梁、板构成,减轻楼盖自重可从减轻梁、板自重两方面考虑。现将其主要方法介绍如下。
1.减轻钢梁自重的方法
(1)减小主梁高度:由约瑟夫•克拉科提出的采用填块-主梁楼盖结构系统可达到减小主梁高度的目的。该系统是在钢主梁上焊接很多短型钢构件(称为填块),填块与压型钢板-混凝土组合楼板通过抗剪连接件连接。
该楼盖结构系统的主要优点是:
由于主梁与压型钢板-混凝土组合板间有填块,其组合楼板的惯性矩可以大大增加,从而可采用较矮的主梁。主梁与压型钢板-混凝土组合板之间固有的空间,可以布置各种电气、设备等管线。
由于梁高减少了,而且又把各种管线放入结构空间,可以减少楼层高度(可降低150-250mm)。其结果是,可大大节约钢材以及幕墙、电梯、机电设备等管线所用的材料。一般在楼盖系统中减少结构用钢量约25%,降低楼盖系统的总造价约15%。
(2)使用桁架:钢梁使用桁架钢梁的主要优点是:
1)减少梁腹板用钢量,从而节约钢材,减轻楼盖自重,降低造价。
2)高层建筑中的纵向管线设备可以直穿钢梁,而勿需像采用实腹钢梁那样在梁腹板开洞或管线置于梁下,从而减少加工费用或降低层高,进而降低造价。
3)便于吊顶龙骨的构造处理或连接。
(3)采用蜂窝梁:采用蜂窝梁的优点与桁架钢梁-钢混凝土组合楼盖相似,故不赘述。
2.减轻楼板自重的方法
(1)使用轻骨料混凝土:在混凝土的自重之中,粗骨料所占比例很大。选用容重较小的粗骨料,可显著减轻混凝土的自重。工程实践经验表明,采用粘土陶粒、粉煤灰陶粒、火山渣或浮石作为骨料配制而成的混凝土,容重约为18kN/m3,比普通混凝土约减轻自重25%。因此,用轻骨料混凝土浇制楼板,就可显著减轻楼板的自重,从而减轻楼盖自重或结构自重。
(2)减小楼板的折实厚度欲减轻楼板自重,除了采用轻骨料混凝土外,比较简单易行的方法,就是利用一些常用的设计方法和施工手段,来减小楼板的折实厚度。下面介绍几种已在工程中实际应用的做法。
1)选用密肋楼盖
2)选用无粘结预应力混凝土平板与普通钢筋混凝土平板相比,采用无粘结预应力混凝土平板可减小板厚50mm以上,减轻自重20%左右。
3)采用压型钢板-混凝土组合楼板以压型钢板作底模的压型钢板•混凝土组合楼板呈密肋状,从而具有较薄的折实厚度,可减轻楼盖自重。
4)使用空心楼板对于预应力和非预应力现浇钢筋混凝土楼板,均可采用非抽心成空
的生产工艺,制成空心楼板。其方法是:在楼板内,顺跨度方向埋置波纹薄钢管或硬纸管,然后浇筑混凝土,从而形成空心板。据测算,与现浇的普通钢筋混凝土平板相比较,采用预应力或非预应力空心板,可减轻楼板自重约30%左右,降低造价。
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