[摘要] 樓蓋為建筑提供了足夠的平面內(nèi)剛度，將整個(gè)結(jié)構(gòu)協(xié)同工作，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重大意義。隨著裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的快速發(fā)展，樓板施工成為制約裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程進(jìn)度的關(guān)鍵因素。本文對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑常用的三種樓蓋類型進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，深入分析了三種樓蓋體系的優(yōu)缺點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法，對(duì)結(jié)構(gòu)樓蓋選用提出了相應(yīng)的建議，為工程設(shè)計(jì)人員提供了相應(yīng)的思路和理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 裝配式鋼結(jié)構(gòu)；組合樓板；桁架鋼筋混凝土疊合樓板；樓板選型；設(shè)計(jì)方法

中圖分類號(hào)：                         文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

0  引言

我國(guó)正處于生態(tài)文明建設(shè)、新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略布局的關(guān)鍵時(shí)期，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見(jiàn)》和《住房城鄉(xiāng)建設(shè)事業(yè)“十三五”規(guī)劃綱要》提出將建筑業(yè)工作重心放在推動(dòng)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、推動(dòng)建筑節(jié)能與綠色發(fā)展、提高施工質(zhì)量和安全水平，強(qiáng)調(diào)大力發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑作為建筑工業(yè)化的一種形式，所占比重逐年加大，大力發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是貫徹綠色生態(tài)發(fā)展理念的重要載體和抓手。

對(duì)于裝配式鋼結(jié)構(gòu)而言，樓蓋的選型和設(shè)計(jì)尤為重要，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性影響較大。因此，本文對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑常用的三種樓板體系進(jìn)行了綜述，系統(tǒng)介紹了裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑樓板的選型要求和計(jì)算設(shè)計(jì)方法，為工程設(shè)計(jì)人員提供新的設(shè)計(jì)思路和理論基礎(chǔ)，在一定程度上促進(jìn)了裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展進(jìn)程。

1  樓板選型要求

相較于整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)，樓板相當(dāng)于水平隔板，能夠給結(jié)構(gòu)提供足夠的平面內(nèi)支撐，不僅可以將上部豎向荷載傳給梁柱，保證抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的空間協(xié)同變形，而且還影響建筑的使用功能、造價(jià)及施工工期。因此，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑樓板選型具有重大工程意義，在確定樓板方案時(shí)，應(yīng)滿足以下要求[1]：

（1）具有足夠的平面內(nèi)整體剛度

樓板為結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件提供水平方向支撐，抵抗水平地震作用和風(fēng)荷載。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，多高層建筑日趨增多，水平作用逐漸成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要因素，因此，建筑層數(shù)的增加要求樓板必須具有足夠的剛度，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體工作性能，保證結(jié)構(gòu)在橫向作用下不產(chǎn)生較大的變形和整體失穩(wěn)破壞。

（2）滿足建筑使用功能

工程設(shè)計(jì)人員在選擇樓板類型時(shí)，應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)層高以及樓層凈高度，滿足建筑設(shè)計(jì)的功能使用要求。選擇合適的樓板類型，可以減少梁截面尺寸，提高樓層凈高度，增加使用空間，同時(shí)構(gòu)件截面尺寸的減少，減輕了建筑的自重，利于結(jié)構(gòu)抗震。

（3）具有良好的經(jīng)濟(jì)性能

樓板在選型時(shí)，除了安全性以外，經(jīng)濟(jì)性能也是重要因素，在滿足防火、隔音的基礎(chǔ)上，樓板的設(shè)計(jì)還應(yīng)方便于設(shè)備管線的鋪設(shè)，降低建筑成本。

（4）現(xiàn)場(chǎng)施工的簡(jiǎn)便性，便于快速施工

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)化程度較高，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工和制作均在工廠完成，現(xiàn)場(chǎng)直接拼裝。因此，樓板選擇時(shí)盡量選擇免支模樓板，降低樓板支模、拆模的繁瑣，盡可能減少樓板的施工工期，從而提高建筑的施工速度。

2  常用樓板體系類型

從樓板的選型要求中可以看出，裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板的選擇不僅要考慮其安全性，還需兼顧成本、施工簡(jiǎn)便以及功能性要求。

目前，在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑中，常用的樓板體系類型主要有：壓型鋼板組合樓板、鋼筋桁架樓承板組合樓板以及桁架鋼筋混凝土疊合樓板。

2.1  壓型鋼板組合樓板

（1）特點(diǎn)

壓型鋼板組合樓板是將壓型鋼板直接鋪設(shè)在鋼梁上，通過(guò)栓釘穿透焊接于鋼梁。根據(jù)壓型鋼板截面形式的不同，可將壓型鋼板分為開(kāi)口型、縮口型和閉口型，如圖1所示。組合板示意圖見(jiàn)圖2。

組合樓板中的壓型鋼板不僅可以作為永久性模板，還可以代替板底受拉鋼筋，與混凝土共同工作。因此，壓型鋼板組合樓板有以下特點(diǎn)[1]：

表1 壓型鋼板組合樓板特點(diǎn)

（2）設(shè)計(jì)方法

1）受力原理[2]

施工階段：壓型鋼板、混凝土和施工活荷載由壓型鋼板承受，不設(shè)臨時(shí)支撐；壓型鋼板按單向板計(jì)算（沿強(qiáng)邊順肋方向），強(qiáng)度和變形驗(yàn)算按彈性方法來(lái)驗(yàn)算，弱邊（垂直肋）不驗(yàn)算，也不進(jìn)行抗剪等其它驗(yàn)算。

使用階段，壓型鋼板、混凝士、鋼筋、栓釘、板上鋪裝吊頂和使用活荷載由壓型鋼板和混凝土共同承擔(dān)，壓型鋼板的作用充當(dāng)?shù)撞渴芾摻钍褂谩．?dāng)壓型鋼板上混凝土厚度為50~100mm時(shí)，組合樓板可沿強(qiáng)邊（順肋）方向按單向板計(jì)算不考慮弱邊方向的正負(fù)彎矩，當(dāng)壓型鋼板上的混凝土厚度大于100mm，應(yīng)根據(jù)有效邊長(zhǎng)比按《組合樓板設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》5.1.3條計(jì)算。

2）構(gòu)造要求

壓型鋼板厚度不應(yīng)小于0.75mm，板頂以上混凝土厚度不小于50mm，總厚度不小于90mm；連續(xù)組合板按簡(jiǎn)支板設(shè)計(jì)時(shí)，抗裂鋼筋的截面面積不應(yīng)小于混凝土截面面積的0.2%；當(dāng)壓型鋼板的承載能力不足時(shí)，可在板下部凹槽沿順肋方向內(nèi)配置受拉鋼筋。為阻止壓型鋼板與混凝土之間的滑移，在組合樓板的端部均應(yīng)設(shè)置栓釘。

3）設(shè)計(jì)步驟

2.2  鋼筋桁架樓承板組合樓板

（1）特點(diǎn)

鋼筋桁架樓承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壓型鋼板連接成一體，上部澆注混凝土，形成鋼筋桁架混凝土樓板。如圖4所示。

根據(jù)后期要求，底部鋼模板可以作為永久性模板，也可后期拆除，僅在施工階段作為臨時(shí)模板。因此，鋼筋桁架樓承板特點(diǎn)如表2所示[3]。

表2 鋼筋桁架樓承板組合樓板特點(diǎn)

目前，鋼筋桁架樓承板已經(jīng)在多層廠房、多高層鋼結(jié)構(gòu)辦公、酒店、住宅建筑、超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑、不規(guī)則樓面（圓形、橢圓、其它形狀）鋼結(jié)構(gòu)建筑、降板結(jié)構(gòu)、厚板結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廣泛使用。

（2）設(shè)計(jì)方法

1）受力原理[2]

當(dāng)鋼筋桁架樓承板設(shè)有臨時(shí)支撐時(shí)，與普通現(xiàn)澆混凝土樓板基本相同；不設(shè)臨時(shí)支撐時(shí)，施工階段，鋼筋桁架樓承板自重、混凝土重量及施工活荷載全部由鋼筋桁架承受；使用階段，鋼筋桁架架上下弦桿，可作為混凝土中配置的上下受力鋼筋與混凝土共同工作，不考慮鋼筋桁架整體、桁架腹桿及底模的作用。

2）構(gòu)造要求

鋼筋桁架樓承板組合樓板的構(gòu)造要求見(jiàn)圖3、圖4。

3）設(shè)計(jì)步驟

2.3  桁架鋼筋混凝土疊合樓板

（1）特點(diǎn)

桁架鋼筋混凝土疊合板在預(yù)制板內(nèi)鋪設(shè)了疊合樓板的底部受力鋼筋和桁架鋼筋，在施工現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)后澆混凝土疊合而成的樓板。如圖6所示。

預(yù)制底板可作為施工階段的永久性模板，桁架鋼筋可增加疊合面的抗剪及整體剛度。因此，桁架鋼筋混凝土疊合樓板特點(diǎn)見(jiàn)表5。

（2）設(shè)計(jì)方法

1）受力原理

當(dāng)桁架鋼筋疊合板設(shè)有臨時(shí)支撐時(shí)，與普通現(xiàn)澆混凝土樓板基本相同；不設(shè)臨時(shí)支撐時(shí)，施工階段，預(yù)制板自重、混凝土重量及施工活荷載全部由預(yù)制板承擔(dān)；使用階段：當(dāng)現(xiàn)澆層混凝土強(qiáng)度尚未達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，荷載主要包括鋼筋桁架自重、預(yù)制層自重、疊合層自重以及施工活荷載，全部由鋼筋桁架以及預(yù)制板承擔(dān)，樓板按照簡(jiǎn)支構(gòu)件計(jì)算；當(dāng)現(xiàn)澆層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值，荷載由樓板全截面共同承擔(dān)，受力按照整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)的荷載主要包括預(yù)制構(gòu)件自重、疊合層自重、面層、吊頂?shù)茸灾匾约氨倦A段的使用活荷載。

2）構(gòu)造要求

桁架鋼筋混凝土疊合樓板構(gòu)造要求見(jiàn)表6和表7。

3）設(shè)計(jì)步驟[4]

3  結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑樓板選型要求及常用樓板類型的特點(diǎn)和計(jì)算方法進(jìn)行了分析，得出以下結(jié)論：

（1）裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板的選型在保證有足夠平面剛度的同時(shí)，還應(yīng)兼顧建筑功能、成本、施工便捷、連接方便等要求；

（2）深入分析了壓型鋼板組合樓板、鋼筋桁架樓承板組合樓板和桁架鋼筋混凝土疊合樓板的優(yōu)缺點(diǎn)，三種樓板本質(zhì)上是對(duì)現(xiàn)澆樓板的重大改進(jìn)，在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)建筑類型及形式選擇適合的樓板類型，對(duì)于公共建筑或后期裝修的建筑，建議選用鋼筋桁架樓承板組合樓板；對(duì)于毛坯交付的住宅等工程，建議選擇桁架鋼筋混凝土疊合樓板或壓型鋼板組合樓板；

（3）詳細(xì)總結(jié)了壓型鋼板組合樓板、鋼筋桁架樓承板組合樓板和桁架鋼筋混凝土疊合樓板的基本規(guī)定和不同階段的受力特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方法，為工程設(shè)計(jì)人員在裝配式鋼結(jié)構(gòu)樓板設(shè)計(jì)時(shí)提供了設(shè)計(jì)思路。

參考文獻(xiàn)

[1]韓朝輝, 苗長(zhǎng)春, 張征. 鋼結(jié)構(gòu)樓蓋選型淺析[J]. 陜西建筑, 2013,000(5): 18-21.

[2]楊超群. 鋼筋桁架樓承板設(shè)計(jì)、施工與效益分析[D]. 廈門大學(xué), 2017.

[3]孫李濤, 張海賓, 焦偉, 等. 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑樓板體系的演變及應(yīng)用[J]. 建筑技術(shù), 2018,49(S1): 16-18.

[4]盧家森, 徐海兵, 鄭振鵬. 鋼筋桁架混凝土疊合樓板設(shè)計(jì)方法[J]. 建筑結(jié)構(gòu), 2016(18): 99-103.

作者聯(lián)系方式：

董嘉林，男，江蘇省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，碩士研究生，16605167803

（責(zé)任編輯：何雯麗）

延伸閱讀：

全裝配大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力-高強(qiáng)度螺栓連接節(jié)點(diǎn)性能研究 南山科創(chuàng)中心（一標(biāo)段）項(xiàng)目主體鋼結(jié)構(gòu)封頂 隅撐-檁條結(jié)構(gòu)對(duì)輕鋼屋面梁的約束作用

(1) 凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：預(yù)制建筑網(wǎng)”的所有資料版權(quán)均為預(yù)制建筑網(wǎng)獨(dú)家所有，任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人在轉(zhuǎn)載使用時(shí)必須注明來(lái)源“預(yù)制建筑網(wǎng)”，違反者本網(wǎng)將依法追究責(zé)任。 (2) 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來(lái)源的稿件，是本著為讀者傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載使用時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的稿件來(lái)源，禁止擅自篡改稿件來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任，違反者本網(wǎng)也將依法追究責(zé)任。 (3) 如本網(wǎng)轉(zhuǎn)載稿涉及版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)作者一周內(nèi)書(shū)面來(lái)函聯(lián)系。

[責(zé)任編輯：Susan]