靠前代非組合壓型鋼板(開口板)
產(chǎn)生背景:20世紀(jì)末期，隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)現(xiàn)澆板的施工速度明顯跟不上鋼柱和鋼梁的施工速度。影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的工程進(jìn)度。同時(shí)由于現(xiàn)澆板的施工仍需要大量的模板和腳手架，這和鋼結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)施工管理的要求產(chǎn)生巨大的偏差，從而使整個(gè)施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生不匹配的現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，工程師們開發(fā)了一種無(wú)需支模、拆模，能提供施工平臺(tái)的壓型鋼板開口板獲得了迅猛發(fā)展，其作用為 樓 板的較久性模板。它僅作為施工階段模板使用，屬于較久性 模 板，只驗(yàn)算施工階段受力，在使用階段不參與 結(jié)構(gòu)受力?？?不考 慮 防火措 施，但 樓 板 整 體 厚 度須 滿足規(guī)范要求(防火要求)，即壓型 鋼 板 板 肋上部混凝土厚度須達(dá)到80mm。非組合樓板可用PKPM軟件計(jì)算，但是里面只有開口板板型，對(duì)于樓板可單獨(dú)拿出來(lái)計(jì)算，對(duì)于一些大型壓型鋼板廠家都有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可供選用。
其優(yōu)點(diǎn)是國(guó)內(nèi)應(yīng)用較早，有國(guó)家規(guī)范，施工經(jīng)驗(yàn)豐富，生產(chǎn)制作快速、造價(jià)低。
缺點(diǎn)：肋較高，樓板結(jié)構(gòu)層厚度大，使建筑物凈高減小，直接導(dǎo)致建筑整體成本增加。樓板下表面呈波浪形，板底不平整、不美觀，樓板雙向剛度不一致，抗震性能差，對(duì)于酒店、住宅等項(xiàng)目必須做吊頂。鋼筋綁扎繁瑣，鋼筋間距不易保證，下部受力鋼筋需要現(xiàn)場(chǎng)手工焊接短鋼筋，效率緩慢，保護(hù)層厚度不易控制。單向板設(shè)計(jì)，只能通過(guò)增加整體鋼板厚度才能滿足較大跨度樓板施工階段受力，造成材料浪費(fèi);雙向板施工不便，必須犧牲肋高以下混凝土及板厚。
管線敷設(shè)施工時(shí)，垂直與板肋敷設(shè)須放置在板肋上部，對(duì)于板厚較小的樓板會(huì)影響到上部鋼筋施工空間。雖然單板的價(jià)格低廉，但是由于其施工繁瑣，所需人工量大，綜合造價(jià)反而偏高，經(jīng)濟(jì)效率低。
第二代組合壓型鋼板(閉口板)
產(chǎn)生背景：20世紀(jì)90年代初期和末期，是多高層鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的高峰期，同時(shí)也是材料工藝與建筑技術(shù)進(jìn)入高科技階段的體現(xiàn)，普通開口板的出現(xiàn)解決了與鋼結(jié)構(gòu)配套施工。但由于其材料價(jià)格高，而在使用階段又不考慮鍍鋅鋼板代替受力鋼筋的作用。樓板中混凝土和鋼筋材料用量基本與現(xiàn)澆板持平或略高。所以造成普通開口板樓板整體價(jià)格基本是現(xiàn)澆樓板的1.6倍以上。
考慮以上存在因素，工程師改進(jìn)了普通開口板，在鍍鋅鋼板上增加剪力槽，通過(guò)混凝土的握裹作用，形成兩者的共同作用。由板肋提供豎向剛度，通過(guò)板肋形狀與抗剪槽提供水平抗剪承載力，必須保證樓承板與混凝土緊密連接，通過(guò)調(diào)整厚度以調(diào)整樓承板剛度，使壓型鋼板在使用過(guò)程中參與樓板的受力，代替下部受力鋼筋，從而節(jié)省了混凝土中鋼筋的用量。
材料、板型、有效寬度、展開寬度、鋼板利用率、較小厚度、防腐年限經(jīng)濟(jì)、便捷、安全、可靠縮口板
≥110mm。
防腐年限
按照英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，一般熱浸鍍鋅板在雙面度量275g/m2、室內(nèi)、干燥的條件下，首度需要防護(hù)的時(shí)間為22.5年。
受力特點(diǎn)及選型計(jì)算
受力特點(diǎn)：作為組合壓型鋼板，在施工階段作為模板，承擔(dān)施工階段荷載，在使用階段，鋼板
代替部分底部受力鋼筋，和現(xiàn)場(chǎng)配置的鋼筋一起承擔(dān)樓板自重及使用荷載。
選型計(jì)算：組合壓型鋼板設(shè)計(jì)選型時(shí)，須進(jìn)行相關(guān)的彎曲、變形及承載力計(jì)算，可參考專業(yè)廠
家提供的選型表，需根據(jù)樓板跨度、厚度和除樓板自重外的允許使用荷載進(jìn)行查詢;現(xiàn)場(chǎng)還需附
加的鋼筋有負(fù)彎矩鋼筋、鋼板本身提供的承載力不足的情況下須配置的板底受力鋼筋、為防火考慮的抗火鋼筋、為板面防止開裂考慮的分布鋼筋網(wǎng)等。如負(fù)彎矩鋼筋、附加板底受力鋼筋需根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)配筋，抗火鋼筋和分布鋼筋網(wǎng)則需根據(jù)構(gòu)造及經(jīng)驗(yàn)來(lái)配置。
優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)： 壓向鋼板有特殊齒槽或壓痕，提高了與混凝土的粘結(jié)力，可代替部分板底受力鋼筋，一定程度上節(jié)省了工期及勞動(dòng)力成本。對(duì)于閉口板，板底較開口板平整，美觀，雙向剛度得到提高。國(guó)內(nèi)應(yīng)用相對(duì)第三代鋼筋桁架模板要早，國(guó)家規(guī)范收錄。
缺點(diǎn)： 板型板肋高，限制了板厚及建筑物凈高，不宜在高層及超高層建筑中應(yīng)用，且板底呈波浪形，雙向剛度不一致，抗震性能差，容易造成樓板開裂。壓向鋼板設(shè)計(jì)代替板底受力鋼筋時(shí)，存在極大的火災(zāi)安全隱患，受力的鋼板處于迎火面，直接接觸火焰，極易形成高溫。一是使高溫鋼板強(qiáng)度減弱或消失;二是混凝土中的結(jié)晶水形成蒸汽并高壓迫使鋼板鼓包，鋼板與混凝土將發(fā)生滑移和脫離，鋼板與混凝土無(wú)法再共同工作，鋼板代替受力鋼筋的作用也隨即消失，樓板在受力的情況下將被破壞。第二代組合壓型鋼板火災(zāi)后將無(wú)法修復(fù)：一是鋼板受高溫后，本身材質(zhì)發(fā)生變化，強(qiáng)度及延性發(fā)生改變;二是鋼板與混凝土脫離后，粘結(jié)接觸面被破壞，鋼板無(wú)法和凝固的混凝土在此粘結(jié)嵌固;三是鋼板的防腐蝕鍍層受高溫氧化破壞，需重新刷涂防腐涂料，施工困難。特別是閉口板板肋為幾乎閉合構(gòu)造，無(wú)法修復(fù)。現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎繁瑣，鋼筋間距及混凝土保護(hù)層厚度不易控制，需現(xiàn)場(chǎng)焊接短鋼筋以控制保護(hù)
層，采用墊塊時(shí)施工質(zhì)量難以保證。單向板設(shè)計(jì)，只能通過(guò)增加整體鋼板厚度才能滿足較大跨度樓板施工階段受力，造成材料浪費(fèi);雙向板施工不便，必須犧牲肋高以下混凝土及板厚。管線敷設(shè)施工時(shí)，垂直與板肋敷設(shè)須放置在板肋上部，對(duì)于板厚較小的樓板會(huì)影響到上部鋼筋施工空間。鋼板有防腐年限要求，鍍鋅層厚度要求高，但會(huì)增加材料成本。在施工時(shí)需對(duì)端部做除鋅處理，否則將影響栓釘焊接質(zhì)量。栓釘穿透鋼板與梁焊接后，焊點(diǎn)周邊至少8mm內(nèi)鋼板及鍍鋅層將被高溫破壞，并以點(diǎn)帶面使端部鋼板被逐漸腐蝕，栓釘失去了固定壓向鋼板的作用，將會(huì)影響使用階段壓型鋼板的錨固及與混凝土接觸面發(fā)生滑移，從而影響到樓板的實(shí)際承載能力。
由于考慮到其抗火及防腐方面的缺陷，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)一般都會(huì)考慮在板底加配抗火鋼筋(或稱溫度鋼筋，作為火災(zāi)發(fā)生或的儲(chǔ)備受力鋼筋)
，加上分布鋼筋、支座負(fù)筋等，在施工現(xiàn)場(chǎng)還需綁扎50~70%左右的現(xiàn)場(chǎng)鋼筋，施工繁瑣，所需人工量較大，綜合造價(jià)較高。
第三代鋼筋桁架樓承板
隨著多高層鋼結(jié)構(gòu)的迅猛發(fā)展，對(duì)工程工期提出了更高的要求，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件工廠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)大大縮短了工程工期，樓板的施工方法已是影響工期的重要因素?？壳按?、第二代壓型鋼板其板肋較高，使建筑物凈高減小、樓板下表面不平整、雙向板設(shè)計(jì)及施工困難、鋼筋綁扎繁瑣、鋼筋間距及混凝土保護(hù)層厚度不好控制、存在嚴(yán)重的耐火及防腐缺陷等問(wèn)題，必須解決。第三代鋼筋桁架樓承板除具有前兩代鋼樓承板及現(xiàn)澆板的各種優(yōu)點(diǎn)外，還具有自身的特點(diǎn)，技能充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)施工周期短、又具有施工質(zhì)量容易控制的優(yōu)勢(shì)，得到市場(chǎng)的高度認(rèn)可和好評(píng)。
鋼筋桁架樓承板屬于第三代鋼結(jié)構(gòu)配套樓承板，與普通的非組合壓型鋼板及組合壓型鋼板的板型有較大區(qū)別，是將混凝土樓板中的受力鋼筋在工廠中加工成鋼筋桁架，然后再與壓型鋼板電阻點(diǎn)焊為一體的鋼樓承板產(chǎn)品。鋼筋桁架采用高頻電阻點(diǎn)焊組合，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的三角桁架，
底部壓型鋼板板肋明顯減小，只有2毫米，幾乎等于平板。
鋼筋桁架樓承板剖面圖
受力特點(diǎn)及計(jì)算
受力特點(diǎn)：作為較新一代鋼樓承板，其受力模式更為合理，不再單純依靠鋼板提供施工階段強(qiáng)度及剛度。其施工階段強(qiáng)度和剛度由受力更為合理的鋼筋桁架提供。在使用階段，由鋼筋桁架和混凝土一起共同工作。鍍鋅底板僅作施工階段模板作用，不考慮結(jié)構(gòu)受力，但在正常的使用情況下，鋼板的存在增加了樓板的剛度，改善了樓板下部混凝土的受力性能。
選型計(jì)算
鋼筋桁架混凝土樓板根據(jù)工程情況可設(shè)計(jì)為單向板，也可設(shè)計(jì)為雙向板，而不必遵守樓板長(zhǎng)邊與短邊的長(zhǎng)度比例關(guān)系，但設(shè)計(jì)為單向板時(shí)，在長(zhǎng)邊方向應(yīng)布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。在混凝土樓板從澆筑混凝土到達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的過(guò)程中，進(jìn)行施工和使用兩個(gè)階段的計(jì)算。施工階段進(jìn)行上下弦鋼筋的強(qiáng)度驗(yàn)算，受壓弦桿和腹桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算，鋼筋桁架的撓度驗(yàn)算三部分。
使用階段須計(jì)算四部分：樓板正截面承載力計(jì)算，板底受力鋼筋應(yīng)力控制驗(yàn)算，支座裂縫控制驗(yàn)算。
為便于設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中快速、簡(jiǎn)便的選擇合適的鋼筋桁架樓承板型號(hào)，可參考設(shè)計(jì)選用表，表中的模板型號(hào)包含了常用的TD1~TD7
系列，桁架高度范圍為70mm~270mm的所有型號(hào)，相對(duì)應(yīng)的樓板結(jié)構(gòu)層厚度范圍為100mm~300mm。查表時(shí)，根據(jù)樓板厚度、跨度，除樓板自重的附加使用荷載情況即可查的相應(yīng)型號(hào)及所需增設(shè)的負(fù)筋。
優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：彌補(bǔ)了靠前、二代壓型鋼板的缺陷，并具有自身的特性優(yōu)勢(shì)：受力模式合理、樓板整體性能優(yōu)越，施工便捷、環(huán)保，工期有保證;第三代鋼筋桁架樓承板采用鋼筋桁架與鍍鋅底板相結(jié)合的模式，使得樓板的整體受力性能等同甚至優(yōu)于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。相對(duì)于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土樓板，免去支模、拆模、鋼筋綁扎等繁瑣的施工工序，極大提高了樓板的施工速度，特別是對(duì)于高層建筑，對(duì)項(xiàng)目整體進(jìn)度提供了一定的保證。板底平整、凈高有保證，樓板雙向剛度一致、抗震性能好;鋼筋間距及混凝土保護(hù)層厚度有保證;鋼筋桁架是通過(guò)進(jìn)口設(shè)備自動(dòng)焊接而成，上下弦及腹桿鋼筋之間的節(jié)點(diǎn)間距穩(wěn)定，混凝土保護(hù)層厚度可得到有效保證，給施工帶來(lái)便利，為樓板質(zhì)量提供保證。傳統(tǒng)受力構(gòu)造、鋼板不參與受力、無(wú)需防火及防腐涂料，即安全又經(jīng)濟(jì);雙向板設(shè)計(jì)及施工簡(jiǎn)便，適用于大跨度樓板;設(shè)計(jì)成雙向板時(shí)，只需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配置垂直桁架方向的受力及構(gòu)造鋼筋，下部鋼筋可穿過(guò)桁架，置于下弦鋼筋上部即可。對(duì)于跨度較大的樓板
設(shè)計(jì)成雙向板時(shí)，可增加樓板厚度和桁架鋼筋直徑;也可在跨中設(shè)置一道臨時(shí)支撐，可節(jié)省鋼筋用量，降低造價(jià)。產(chǎn)品類型多樣、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。目前為止，鋼筋桁架模板已經(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)、鋼筋桁架混凝土預(yù)制板等項(xiàng)目中得到應(yīng)用，技術(shù)成熟，市場(chǎng)容量巨大。
