新型城鎮化建設中幾種疊合樓板的研究綜述

馬國慶，蘇衍江，黃煒

（武警陜西總隊后勤部營房處，西安 710054）

（西安建筑科技大學，西安，710055）

    一、引言

    隨著我國新型城鎮化進程的不斷推進，每年需要建造大量的住宅，然而傳統粗放型的施工方式不僅科技含量不高、勞動生產率低，而且工業化程度差、對環境污染嚴重，嚴重阻礙了住宅建設的發展，無法滿足現階段住宅建造的需求，因此我們亟需改變傳統住宅建造的方式，大力推進住宅產業化的發展。采用裝配整體式混凝土結構將會是我國未來住宅建筑市場的發展方向，也是邁向住宅產業化的必經之路，其中樓板體系在整個結構中所占的比重較大且傳統的施工工藝相對復雜，在一定程度上制約著整個工程的施工進度。因此,很有必要深入研究承載力高、抗震性能好、施工速度快、環保經濟的新型疊合樓板，并著力推動其發展，從而滿足新型城鎮化建設的要求。本文主要介紹了目前應用比較廣泛、具有代表性的幾種疊合樓板，著重就其構造、受力特點、計算模型簡化、適用范圍等方面進行了說明，并指出在實際工程應用中這些疊合樓板存在的優點與不足。

    二、幾種疊合樓板的研究綜述

    目前我國采用的樓板體系主要分為現澆樓板、裝配式樓板和裝配整體式樓板（疊合樓板）。①傳統的裝配式樓板，雖然制作方便、施工速度較快，但其跨度一般較小，承載力低、整體性差，抗震性能不佳，已逐步被限制使用；②現澆樓板雖剛度大、整體性好、抗震能力強，但施工復雜、工期長、自重大，同時需要大量模板，不但浪費木材還會造成噪聲及環境污染，不便于產業化生產并且易產生收縮裂縫等問題；③裝配整體式樓板（疊合樓板）由預制部分和現澆部分組成，預制部分可以實現工廠化、自動化、模數化，疊合后其受力性能與現澆板相似，因而，疊合樓蓋不但具有較高的承載力和較好的抗震性能，而且施工速度快、周期短，更加環保和經濟，這也符合我國“十二五”規劃以及黨的十八大提出要建設資源節約型、環境友好型社會的要求。

    1、鋼筋桁架組合樓板

    鋼筋桁架組合樓板是將樓板中的鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與鍍鋅鋼板在工廠焊接成一體的組合模板，運送至施工現場，將其直接鋪設在鋼梁上，進行簡單的鋼筋工程，便可澆筑混凝土，形成疊合樓板。它是在施工階段能夠承受濕混凝土及施工荷載，在使用階段鋼筋桁架成為混凝土配筋，承受使用荷載的新技術。

圖1 鋼筋桁架組合樓板模板系統

圖2 鋼筋桁架組合樓板現場施工圖

    鋼筋桁架組合樓板根據是否設臨時支撐分為兩種情況：

   （1）設臨時支撐：與普通現澆混凝土樓板受力性能基本相同。

   （2）不設臨時支撐：①在施工階段，首先底模承擔全部荷載，再經底模與鋼筋桁架的焊點，將荷載全部傳給鋼筋桁架，由鋼筋桁架再將荷載傳到兩端支撐上，因此應按鋼筋桁架與底模分別承擔全部荷載進行驗算。②使用階段，鋼筋桁架通過粘結力與混凝土共同工作，鋼筋桁架上、下弦桿的作用如普通鋼筋混凝土樓板上、下配置的鋼筋一樣，由于底模肋高很小，與混凝土之間幾乎沒有粘結力，因此不考慮底模的作用。

    鋼筋桁架組合樓板具有以下特點：

   （1）受力模式合理，雙向剛度好，易于雙向設計，防裂性能好。

   （2）施工速度快，可進一步縮短工期，工廠一次性完成傳統樓板的75％以上現場鋼筋工作量以及替代了100％的現場支模施工。

   （3）結構設計上鍍鋅鋼板無防腐要求，使用年限完全等同與現澆板，減少后期的維護投入。

   （4）防火性能好，無需底面防火處理。

   （5）施工現場濕作業工作量大，使用階段底模鋼板不拆除，浪費鋼材，成本較高。

    鋼筋桁架組合樓板在鋼結構，特別是多、高層鋼結構中應用尤其廣泛，近年來，在超高層鋼結構中的應用也體現出其特有的優勢。例如:上海環球金融中心，廣州西塔，廣州新電視塔等超高層建筑，均使用該施工工藝。隨著鋼結構、鐵路、橋梁的不斷發展，鋼筋桁架及鋼筋桁架組合樓板的優勢將逐漸被挖掘出來，其應用將越來越廣泛，為鋼結構樓板、鐵路路軌及高架橋梁的高速發展提供了一條新的道路。

    2、壓型鋼板混凝土組合樓板

    壓型鋼板混凝土組合樓板是利用凹凸相間的壓型薄鋼板做襯板與現澆混凝土澆筑在一起支承在鋼梁上構成整體型樓板，主要由樓面層、組合板和鋼梁三部分組成。

圖3壓型鋼板混凝土組合樓板構造圖

圖4壓型鋼板混凝土組合樓板現場施工圖

    壓型鋼板混凝土組合樓板是程度不同的正交異性板，可采用有限元方法計算，根據《組合樓板設計與施工規范》（CECS273：2010）規定正交各向異性板的近似分析法，采用有效邊長比替代實際邊長比，并以此對有關邊長作修正，將正交異性雙向板簡化成等效的各向同性雙向板。

    壓型鋼板混凝土組合樓板具有以下特點：

   （1）施工周期縮短。壓型鋼板作為組合樓板的永久性模板，除去了支模、拆模以及搭設臨時腳手架的繁冗工序，而且澆注混凝土及其他工種均可多層立體作業，各樓層可以同時施工，大大加快工程施工進度。

   （2）加強結構抗震性能。組合樓板不僅增強了結構的豎向剛度，而且壓型鋼板和鋼梁對混凝土樓板起著加勁肋的作用，提高結構的整體抗震性能。

   （3）自重較輕，易于運輸、安裝。而且便于鋪設板內管線，并可在壓型鋼板凹槽內埋設建筑裝修用的吊頂掛鉤，充分利用了樓層結構中的空間。

   （4）壓型鋼板和混凝土之間粘結較差，需借助各種形式的剪力連接件；組合樓板下表凹凸不平，需做吊頂；且板底需做防火處理。

    隨著鋼結構建筑的發展，壓型鋼板混凝土組合樓板的應用也越來越廣泛，它能較好地實現建筑使用功能、結構抗震性能和結構經濟指標三者之間的協調統一，具有非常好的應用推廣前景。

    3、鋼筋桁架混凝土疊合樓板

    鋼筋桁架混凝土疊合樓板是利用混凝土樓板上下層縱向鋼筋，與彎折形成的鋼筋焊接，組成能夠承受荷載的鋼筋桁架，將鋼筋桁架下半部分與混凝土澆筑在一起，制作成混凝土預制薄板，樓面施工時澆筑后澆層混凝土，最終形成混凝土疊合樓板。它在施工階段無需模板就能夠承受濕混凝土及施工荷載，在使用階段，鋼筋桁架成為混凝土樓板的配筋，能夠承受使用荷載。

圖5 鋼筋桁架混凝土疊合樓板構造圖