鋼筋桁架樓承板技術性能與工程應用

一、概述

鋼筋桁架樓承板是將樓板中的受力鋼筋在工廠內焊接成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與鍍鋅鋼板焊接成整體，形成模板和受力鋼筋一體化建筑制品。鋼筋桁架樓承板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。

采用鋼筋桁架樓承板的混凝土樓板兼有傳統現澆混凝土樓板整體性好、剛度大、防火性能好，及壓型鋼板組合樓蓋無模板、施工快的優勢，鋼筋桁架樓承板桁架受力模式合理，可調整桁架高度與鋼筋直徑,實現更大跨度。采用鋼筋桁架樓承板的鋼-混凝土組合樓蓋，可減少次梁，抗剪栓釘焊接速度快，施工質量穩定。作為一種成熟的新技術，鋼筋桁架樓承板已在國內外建筑工程中大量應用，在多高層建筑中具有廣闊的應用前景。

鋼筋桁架樓承板將混凝土樓板中的鋼筋與施工模板組合為一體，所以在施工階段能夠承受濕混凝土自重及施工荷載的承重構件，并且該構件在施工階段可作為鋼梁的側向支撐使用。在使用階段，鋼筋桁架與混凝土共同工作，共同承受使用荷載。與傳統的施工方法不同，在施工現場，可以將鋼筋桁架樓承板直接鋪設在梁上，然后進行簡單的鋼筋工程，便可澆筑混凝土，樓板施工不需要架設木模板及腳手架，底部鍍鋅鋼板僅做模板用，不替代受力鋼筋，故不需考慮防火噴涂及防腐維護的問題，可采用最薄的鋼板。并且，樓板的主要受力鋼筋在自動控制生產線上進行定位和焊接成型，鋼筋排列均勻，位置準確，施工快速，可減少現場鋼筋綁扎工作量70%左右，大大縮短工期，并節省成本。上下兩層鋼筋間距及混凝土保護層厚度能充分得到保證，為提高樓板施工質量創造了有利條件。鋼筋桁架樓承板將鋼筋骨焊成整體，整體剛度大，樓板澆筑混凝土時變形小，一般無需加臨時支撐，而且可承受更大的施工階段荷載。

二、鋼筋桁架樓承板的經濟和技術優勢

（1）施工速度快

鋼筋桁架樓承板直接支承在鋼梁或混凝土梁上，本身既是混凝土樓板的受力鋼筋，也是施工腳手架更是混凝土樓板的模板，節省了搭設腳手架和支模板的時間。

鋼筋桁架樓承板實現了在工廠鋼筋下料、定位成型和定尺，鋼筋廢料少，有利于環保，樓板的施工現場只需布置橫向分布筋和連接筋，鋼筋綁扎工作量可減60～70%，提高整體施工速度。

鋼筋桁架樓承板直接支承在樓層梁上，其桁架合理的受力模式,為多工種作業提供了寬敞的安全工作平臺，澆筑混凝土及其它工種均可多層立體施工，樓板可多層同時澆筑，可充分發揮商品混凝土的優勢，大大縮短了工期，尤其對規模較大的高層、超高層建筑具有明顯的工期優勢。

（2）受力性能好

混凝土樓板的自重完全由鋼筋承受，不在混凝土內產生拉應力，使用階段負彎矩區和正彎矩區混凝土拉應力顯著降低，裂縫寬度減小，鍍鋅鋼板的存在避免了樓板下面的暴露裂縫，改善了樓板的使用性能和耐久性。

采用鋼筋桁架樓承板后可根據需要將樓板設計成雙向板，等同于傳統的現澆鋼筋混凝土雙向配筋樓板，而壓型鋼板組合樓板是難以實現雙向板的，采用雙向板不僅減小樓板結構層厚度、降低結構自重，增大跨度和開間，而且更加經濟合理。

鋼筋完全被混凝土包裹，具有可靠的耐火性能，與傳統現澆樓板等同。試驗結果標明，樓板厚度為100mm厚（對應的鋼筋桁架高度為70mm）時，耐火時限為1.68小時，鍍鋅鋼板無須防火保護。

鋼筋桁架樓承板采用鍍鋅鋼板，具有防腐蝕功能，但在使用階段不考慮鍍鋅鋼板的作用，無需防腐處理。相對于壓型鋼板組合樓板，鋼筋桁架樓層板具有更優越防腐蝕性能。

樓板整體剛度大，振動小，隔聲性能好，樓板下表面平整，易于建筑裝修。鋼筋桁架樓承板樓板的施工撓度小于傳統壓型鋼板樓板的撓度。

（3）經濟性好

鋼筋桁架樓承板下表面平整美觀，無需型壓板肋和波紋，鍍鋅板展開面積利用率達到96%，厚度僅需0.5mm。與厚度為0.8～1.2mm的普通壓型鋼板相比，改變了壓型鋼板的用途,僅作為樓板施工階段的摸板,減少了鋼板厚度和鍍鋅層厚度，單位面積樓板鋼板用量少，降低了成本，具有更好的經濟性。

鋼筋桁架樓承板的樓板比使用普通壓型鋼板的混凝土樓板總厚度可減少30mm～50mm，在相同凈空要求的情況下，建筑層高可降低30mm～50mm。對高層建筑與抗震設防區的建筑更有明顯的節省投資優勢。

鍍鋅鋼板僅0.5mm厚，現場栓釘穿透焊接耗電量大量減少，減小現場對電的需求，節省能源。樓板混凝土施工完畢并達到設計強度后，鍍鋅鋼板可拆除回收利用，不僅可滿足結構樓板底面觀感的需要，又有利于環保。 

 （4）樓板施工質量高

樓板受力鋼筋是在工廠下料加工，材料質量容易保證，受力鋼筋自動機械化加工和焊接定位，間距排列均勻，上下層鋼筋位置固定準確，鋼筋不會在澆筑混凝土過程中移位，上下層鋼筋混凝土保護層厚度能保證符合設計要求。有效地解決了混凝土漏漿現象的發生。 

鋼筋桁架樓承板重量輕，搬運、堆放及安裝都非常方便，不僅節省了大量勞動力，改善了工人施工條件，提高了工程質量，實現文明施工。

先進的產品制造方法,明顯的綜合了造價優勢,將會使鋼筋桁架樓承板技術得到更加廣泛的應用。

三、鋼筋桁架樓承板與壓型鋼板的技術性能比較

（1）鋼板利用率比較

（2）鋼材特性比較

（3）樓板受力性能比較

（4）抗火性能比較

在樓板耐火1.5小時及免防火涂料的要求下的最小樓板厚度，采用閉口壓型鋼板時≥110mm，采用開口壓型鋼板1時≥130mm，采用開口壓型鋼板2時≥150mm，采用縮口壓型鋼板≥110mm，采用鋼筋桁架樓承板時≥100mm（100mm厚時耐火1.68小時）。

對于施工階段作模板、使用階段作受力鋼筋的壓型鋼板組合樓板，例如閉口壓型鋼板、開口壓型鋼板、縮口壓型鋼板，當鋼－砼組合樓板過火后，由于過火時間、組合樓板抗火性能的不同，組合樓板會發生不同程度的變形及損壞，因此需要對此鋼－砼組合樓板進行過火后修復。需要考慮以下兩個方面的問題：?過火后組合樓板有效承載面積是否有變化，組合樓板的強度及延性是否有變化，承載力能否滿足樓板使用要求；?抗腐蝕作用的鍍層受到破壞后，鋼樓承板的防腐蝕年限問題如何解決。

   而對于樓板中使用鋼筋桁架樓承板，樓板過火后的修復等同于傳統的現澆鋼筋混凝土樓板，而傳統的現澆鋼筋混凝土樓板在抗火修復的問題上 處理起來比較有經驗而且不存在防腐鍍層破壞的問題。

（5）防腐性能比較

采用開口壓型鋼板、縮口壓型鋼板，按照英國標準一般熱浸鍍鋅板在雙面度量275g/m2、室內、干燥的條件下，首度需要防護的時間為22.5年。采用鋼筋桁架樓承板時，鍍鋅板僅作施工階段模板用，使用階段不受力，可不考慮防腐問題

（6）按雙向受力樓板設計比較

鋼筋桁架樓承板由于下表面平整，在不增加樓板結構層厚度的情況下，樓板可以比較方便地施工下層分布鋼筋，而其它壓型鋼板樓承板，如開口壓型鋼板、縮口壓型鋼板，要作雙向樓板，則必須犧牲壓型鋼板的肋高，從而增加了樓板結構層的總厚度，導致建筑凈高、結構自重、造價等方面受到不利影響。 

鋼筋桁架混凝土樓板按雙向板計算時與普通現澆混凝土設計理論等同，而其鋼筋桁架受力模式更為合理，能提供更大的剛度，且雙向剛度一致。

目前，多高層鋼結構建筑樓板一般采用帶一定肋高的壓型鋼板—混凝土組合樓板，這種樓板有樓板總厚度大、使建筑物室內凈高減小、樓板下表面不平整、鋼筋綁扎繁瑣，鋼筋間距及混凝土保護層厚度不好控制、防腐耐火及不能做成雙向板等方面的不足。