輕型板材在夾層樓板中的應(yīng)用及各項性能淺析

蔣 辰

(天津城鐵港鐵建設(shè)有限公司，天津 300042)

1 背景

夾層作為一種外來的設(shè)計模式，近年來在國內(nèi)逐漸應(yīng)用到既有工業(yè)建筑改造、商業(yè)空間重新分配利用以及公寓開發(fā)等多個領(lǐng)域。夾層通常設(shè)置在層高為3.6 m～5.2 m的垂直空間，在既有建筑結(jié)構(gòu)固定的條件下利用柔性次結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)高層高空間的豐富變化。

夾層的設(shè)置屬于運用新技術(shù)、新材料將建筑資源有效整合，其承重結(jié)構(gòu)多采用鋼結(jié)構(gòu)，具有自重輕、抗震性能好的優(yōu)點。鋼結(jié)構(gòu)通過和主體結(jié)構(gòu)進行柔性連接，不改變主體結(jié)構(gòu)剛度。而且采用鋼梁能有效降低梁的高度，為上下層空間提供更多的凈空以提升使用舒適度。傳統(tǒng)的鋼筋混凝土板由于自重較大、易開裂、現(xiàn)場濕作業(yè)量大等特點并不適用于夾層樓板。針對此類建設(shè)項目，輕型板材的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。

本文針對鋼結(jié)構(gòu)夾層對鋼骨架輕型板及纖維水泥壓力板兩種常用輕型板材進行了各項基本性能分析。

2 板材基本性能

鋼骨架輕型板由北京天基新材料股份有限公司研發(fā)制作并申請多項國家專利，又稱天基板。其芯材核心技術(shù)為膨石，具有輕質(zhì)、高強、耐火、保溫、隔聲、泄壓等特性。同時板材采用冷彎薄壁型鋼作為主肋、副肋、端肋等主要受力部件；鋼絲網(wǎng)作為板的受力筋及分布筋[1]。

纖維水泥壓力板是以天然纖維和水泥為原料，經(jīng)制漿、成型、切割、加壓、養(yǎng)護而成的一種新型建筑板材。它是以硅質(zhì)和鈣質(zhì)材料為主要基材，以纖維素纖維增強材料，外摻其他輔助材料，屬于新一代綠色建材，在優(yōu)良的防潮、防火性能基礎(chǔ)上獨具環(huán)保功能。

兩種板材均廣泛用于各類工業(yè)廠房、大型倉儲、房屋夾層的屋面板、樓板及墻板；可以與混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)配套使用。具有輕質(zhì)、高強、防水、防腐、防火、幅面大、加工性好、提高施工效率等優(yōu)點。經(jīng)7 000 t平板油壓機加壓的板材，不僅強度高，而且不易變形、翹曲。

3 板材性能對比分析

3.1 連接特性

鋼骨架輕型板主要部件采用冷彎薄壁型鋼，可以與鋼結(jié)構(gòu)之間通過角鋼焊接連接。鋼骨架輕型板為單向受力構(gòu)件，其受力邊搭在同鋼梁焊接的角鋼上，非受力邊不與鋼結(jié)構(gòu)直接連接，樓板四邊同鋼梁之間的縫隙通過水泥砂漿填平，連接節(jié)點如圖1所示。該種連接方式可以有效傳遞樓板上所受荷載，但存在個別板縫過大現(xiàn)象，與鋼結(jié)構(gòu)的距離存在下料偏差[2]。

纖維水泥壓力板可根據(jù)需求制作大板材及小板材，加工成任意尺寸。其安裝屬于干作業(yè)方式，板材與鋼結(jié)構(gòu)之間用自攻釘固定。板材尺寸更好控制，板縫較小龍骨與板材的安裝施工簡單，速度快，節(jié)省工期，可根據(jù)實際情況進行鋸切。

3.2 板厚度

由于夾層上下層凈空均小于正常樓層凈空，且上下層均存在管線安裝問題，所以如何在有限的凈空內(nèi)實現(xiàn)管線的鋪設(shè)以及通過更大的挑空提供更舒適的辦公、娛樂及居住環(huán)境，是需要重點考慮的一個問題。

在鋼梁高度固定的情況下，夾層板下線管埋設(shè)空間=梁高-面層做法-板厚，如圖2所示。

輕型樓板的營造做法較傳統(tǒng)混凝土樓板無需進行水泥砂漿找平，從而贏得了較小的面層做法厚度。通過咨詢調(diào)研多個廠家，鋼骨架輕型板的最小板厚可以設(shè)計為60 mm，夾纖維水泥壓力板最小板厚可以設(shè)計為20 mm，均小于傳統(tǒng)混凝土板80 mm厚度。以上兩點均使得輕型樓板贏得更大的跑管空間優(yōu)勢[3]。

3.3 成本控制

傳統(tǒng)混凝土樓板由于自重較大，對鋼梁要求較高，增加用鋼量，且施工周期長、支模費用高，相比較輕型屋面板安裝迅速，節(jié)約施工時間。綜合比較用鋼量、營造做法、施工周期、板材成本等多方面的造價如表1所示，輕型屋面板綜合造價較低。

筆者通過走訪調(diào)研多個建筑工地，了解到鋼骨架輕型板對勞動力需求量大，對于鋼結(jié)構(gòu)施工，諸如30 m2～40 m2的施工作業(yè)需要7人左右才能完成。而水泥壓力板通過干作業(yè)施工，龍骨與板材的安裝施工簡單，速度快，施工周期短，且施工幅面大、施工節(jié)省時間[4]。核算兩種板材對應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)及板材施工量，可以得出，采用鋼骨架輕型板造價為每平方米892元，采用水泥壓力板造價為每平方米715元。

3.4 綜合比較

通過以上幾點特性對比，以30 m2～40 m2施工作業(yè)為基礎(chǔ)，筆者匯總表格，如表1所示。

表1 鋼骨架輕型板和水泥壓力板對比表

4 結(jié)語

本文主要探討了鋼骨架輕型板及水泥壓力板的各方面性能，其中鋼骨架輕型板和水泥壓力板的基本性能均能滿足受力及正常使用需求，且較傳統(tǒng)混凝土樓板在各方面性質(zhì)均有較大提升。在此基礎(chǔ)上，水泥壓力板施工速度快，工程造價低廉，且有利于管線的鋪設(shè)，因此綜合比較之后，水泥壓力板為優(yōu)先選擇。