鋼筋桁架樓承板在建筑平面空間轉(zhuǎn)換中的運(yùn)用

【摘要】建筑平面功能轉(zhuǎn)換采用預(yù)埋鋼錨板是比較合理的設(shè)計(jì)方法;采用鋼筋桁架樓承板防火、防腐蝕及受力承載力較傳統(tǒng)壓型鋼板-混凝土組合樓板更具優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】挑空封板;壓型鋼板-混凝土組合樓板;鋼筋桁架樓承板

房地產(chǎn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，不少地產(chǎn)公司為了更好的向客戶展示自己的產(chǎn)品，花巨資建設(shè)營(yíng)銷中心?？紤]營(yíng)銷中心僅作為售樓時(shí)臨時(shí)使用，有些地產(chǎn)公司利用項(xiàng)目自帶商業(yè)作為營(yíng)銷中心的使用，可以節(jié)省掉單獨(dú)建設(shè)時(shí)的土建成本。營(yíng)銷中心是一個(gè)項(xiàng)目形象的重要展示場(chǎng)所，也是一個(gè)獨(dú)特的廣告載體，集展示、洽談、簽約等一系列功能。裝修設(shè)計(jì)公司為了給顧客營(yíng)造一個(gè)愉悅的購(gòu)房環(huán)境，往往需要使用到高空間元素，部分挑空。如何既能滿足作為營(yíng)銷時(shí)建筑功能的高空間，又能方便后期商業(yè)自行運(yùn)營(yíng)時(shí)的平面空間恢復(fù)，本文以某一項(xiàng)目在方案、施工圖設(shè)計(jì)過程中的前期討論、樓板選型比較、構(gòu)件設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)述鋼筋桁架樓承板在實(shí)際工程中的運(yùn)用。

1、工程概況

某三層商業(yè)建筑，坐落于環(huán)城市景觀湖的兩條主要干道交匯角部，平面、立面采用不規(guī)則曲面（如圖1），建筑功能集商業(yè)、游客休閑一體?？紤]作為營(yíng)銷中心裝修功能布置要求時(shí)，需要將二層部分樓板挑空，如圖2，挑空部位結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)尺寸 10.8m X 10.2m。

2、前期方案討論

考慮該商業(yè)建筑主體結(jié)構(gòu)造價(jià)、建筑防火、后期運(yùn)營(yíng)過程中的維護(hù)等綜合成本，結(jié)構(gòu)體系采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足兩項(xiàng)建筑功能轉(zhuǎn)換，營(yíng)銷中心使用時(shí)的高空間要求和后期作為餐飲餐廳的平面要求。同時(shí)要求建筑功能轉(zhuǎn)換時(shí)，能夠方便實(shí)施，且能滿足等同主體結(jié)構(gòu)相同的安全性、可靠性和設(shè)計(jì)使用年限。

前期有方案提出在樓板開洞處也采用常規(guī)設(shè)計(jì)的梁板布置現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，封補(bǔ)部位預(yù)留結(jié)構(gòu)梁、結(jié)構(gòu)板鋼筋。采用此方案，若按混凝土結(jié)構(gòu)水平施工縫（后澆帶）位置樓板開洞，雖能等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，但是會(huì)減小樓板開洞尺寸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足裝修設(shè)計(jì)要求的大開洞、高空間要求。外露鋼筋也會(huì)影響使用，還需做好防腐蝕措施。

也有方案提出樓板不預(yù)留鋼筋，后期采用植筋后錨固;梁鋼筋長(zhǎng)度僅預(yù)留至支座邊600mm，后期采用機(jī)械連接接長(zhǎng)，作為營(yíng)銷中心使用時(shí)先澆筑600mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)的梁混凝土，機(jī)械連接接長(zhǎng)時(shí)鑿除掉300mm長(zhǎng)的（該長(zhǎng)度范圍混凝土也可采用低標(biāo)號(hào)混凝土澆筑，主要避免連接鋼筋長(zhǎng)期外露銹蝕，起到保護(hù)梁受力鋼筋的作用）梁混凝土。采用此方案，樓板植筋后錨固屬于加固修補(bǔ)，使用狀態(tài)不能等同現(xiàn)澆;梁鋼筋通過機(jī)械連接接長(zhǎng)，連接區(qū)段長(zhǎng)度、梁上部受力縱筋連接位置不能滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，同時(shí)梁施工縫留設(shè)距支座太近，后澆梁承載力可靠性會(huì)降低。

經(jīng)多輪方案討論比較后，考慮采用樓板大開洞區(qū)域設(shè)置鋼錨板的方案。鋼錨板與主體結(jié)構(gòu)混凝土整體現(xiàn)澆，滿足營(yíng)銷中心使用;作為商業(yè)使用時(shí)，鋼錨板位置搭設(shè)鋼梁，鋼梁上鋪壓型鋼板或鋼筋桁架板，板上澆筑混凝土。結(jié)構(gòu)布置方案如圖3，設(shè)計(jì)時(shí)按樓板大開洞和有樓板（布置鋼梁）兩種工況分別計(jì)算，并按照不利計(jì)算結(jié)果包絡(luò)設(shè)計(jì)。僅在樓板開洞區(qū)域搭設(shè)鋼梁施工簡(jiǎn)單，防火設(shè)計(jì)也容易實(shí)施。

3、樓板選型

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用壓型鋼板-混凝土組合樓板，壓型鋼板是20世界60年代左右在歐美、日本等國(guó)家首先使用，主要是作為澆筑混凝土的永久模板，省去了樓板的豎向支撐和支模、拆模等工序。在我國(guó)也有很多年的應(yīng)用歷史。為了提高材料的使用效率，通過連續(xù)輥式冷彎?rùn)C(jī)軋成各種截面，并可使壓型鋼板全部或部分代替樓板中的板底受力鋼筋。

鋼筋桁架樓承板作為第三代免支撐、免模板的樓板體系，出現(xiàn)也有10多年的歷史，但是普及度不高。最近幾年各個(gè)地區(qū)大力推進(jìn)裝配式建筑，全部采用鋼筋桁架鋼筋與預(yù)制混凝土組合的疊合板，技術(shù)成熟、可靠。鋼筋桁架樓承板（如圖4）是指把已經(jīng)焊接成桁架的鋼筋與鍍鋅鋼板（也可采用冷軋鋼板，降低成本時(shí)可采用，因其僅做施工時(shí)的模板使用，不做吊頂?shù)捻?xiàng)目可撕除鋼板）相結(jié)合，也可以起到代替樓板支撐、免支模和免拆模的作用。

本工程中，結(jié)構(gòu)布置單向受力，考慮防火、防腐及抗壓承載能力，最終選用鋼筋桁架樓承板。采用鋼筋桁架樓承板與傳統(tǒng)壓型鋼板-混凝土組合樓板比較，主要體現(xiàn)在如下方面：

3.1防火性能

傳統(tǒng)壓型鋼板-混凝土組合樓板過火后，組合樓板的壓型鋼板抗火性能較差，且過火后很難修復(fù)，使用時(shí)必須噴涂防火涂料，防火保護(hù)工程量大，造價(jià)也較高，如不采取噴涂防火涂料或粘貼防火板材時(shí)，需要在板內(nèi)配置一定數(shù)量的受力鋼筋來滿足樓板抗火的需要。 鋼筋桁架樓承板不需要進(jìn)行防火保護(hù)，桁架底筋保護(hù)層厚度取至規(guī)范最低時(shí)，就能滿足相應(yīng)建筑功能的耐火極限。

3.2防腐蝕性能

作為組合和非組合的壓型鋼板，都應(yīng)采用防銹功能的連續(xù)熱鍍鋅鋼板，雙面鍍鋅層重量一般可達(dá)275g/m2，室內(nèi)正常環(huán)境使用條件下，一般可滿足不銹的要求，但使用圓柱頭栓釘進(jìn)行熔透焊時(shí)，過厚的鍍鋅層會(huì)影響到焊接質(zhì)量，施工時(shí)一般采取局部穿孔或者除鋅措施。采用鋼筋桁架樓承板時(shí)，桁架底部鋼板采用普通冷軋鋼板即可，不需進(jìn)行防護(hù)，施工也較簡(jiǎn)便。

3.3受力性能比較

傳統(tǒng)樓板施工階段的濕混凝土重量和施工活荷載均由壓型鋼板承擔(dān)，要提高其承載力只能通過改變壓型鋼板的幾何形狀和鋼板的厚度來滿足，而一般壓型鋼板的幾何形狀是固定的，所以只能增加鋼板的厚度，一般用到的鋼板厚度為0.75mm～1.6mm。鋼筋桁架樓承板通過調(diào)整桁架的高度和鋼筋的直徑就可提高其承載力，幾何形狀可以多變，用到的鋼板厚度0.5mm即可。

4、構(gòu)件設(shè)計(jì)

采用鋼筋桁架樓承板，可以免施工支撐，樓板承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)分階段驗(yàn)算，即施工階段和使用階段。

目前商品化的鋼筋桁架樓承板提供有配套的設(shè)計(jì)參數(shù)，這些參數(shù)考慮了施工階段鋼筋桁架上下弦桿強(qiáng)度驗(yàn)算、受壓弦桿和腹桿穩(wěn)定性驗(yàn)算和桁架撓度驗(yàn)算，可供設(shè)計(jì)和施工直接使用，也可參照建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。需注意施工荷載指工人和施工設(shè)備的重量，并要考慮到施工過程中可能產(chǎn)生的沖擊與振動(dòng)，一般不宜小于1.5kN/m2，按活荷載考慮。在使用階段，鋼筋桁架上下弦鋼筋與混凝土共同工作，此樓板與鋼筋混凝土疊合式樓板具有相同的受力性能，雖然受拉鋼筋應(yīng)力超前，但其承載力與普通鋼筋混凝土樓板相同，設(shè)計(jì)按普通鋼筋混凝土樓板設(shè)計(jì)即可，不考慮桁架的有利作用。

鋼筋桁架支承于鋼梁上時(shí)，為了保證梁板結(jié)構(gòu)的整體性，也應(yīng)設(shè)置抗剪連接件。目前應(yīng)用較多的還是栓釘，栓釘設(shè)置的基本要求同傳統(tǒng)壓型鋼板-混凝土組合樓板，《組合樓板設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（CECS273）規(guī)范中對(duì)于抗剪栓釘?shù)木唧w設(shè)置也進(jìn)行了明確的規(guī)定。

結(jié)語(yǔ)：

本文多方面闡述了建筑平面空間功能轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)過程中可能會(huì)遇到的問題，也有類似項(xiàng)目在施工過程中僅預(yù)留了主體結(jié)構(gòu)鋼筋而后期無法施工的困窘，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中預(yù)埋鋼板與主體結(jié)構(gòu)同時(shí)設(shè)計(jì)，是比較可靠的處理方案。

鋼筋桁架樓氶板是最近幾年普遍采用的免支撐、免模板的樓板體系，較傳統(tǒng)壓型鋼板具有防火、防腐、承載力，還可以設(shè)計(jì)為雙向受力體系，特別是裝配式建筑的發(fā)展，技術(shù)越來越成熟，在鋼結(jié)構(gòu)樓板設(shè)計(jì)中可以大力提倡使用。

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作者簡(jiǎn)介：

何威（1983.03-），漢族，湖南長(zhǎng)沙，本科，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。