鋼筋桁架樓承板在建筑平面空間轉換中的運用

【摘要】建筑平面功能轉換采用預埋鋼錨板是比較合理的設計方法;采用鋼筋桁架樓承板防火、防腐蝕及受力承載力較傳統壓型鋼板-混凝土組合樓板更具優勢。

【關鍵詞】挑空封板;壓型鋼板-混凝土組合樓板;鋼筋桁架樓承板

房地產市場競爭激烈，不少地產公司為了更好的向客戶展示自己的產品，花巨資建設營銷中心。考慮營銷中心僅作為售樓時臨時使用，有些地產公司利用項目自帶商業作為營銷中心的使用，可以節省掉單獨建設時的土建成本。營銷中心是一個項目形象的重要展示場所，也是一個獨特的廣告載體，集展示、洽談、簽約等一系列功能。裝修設計公司為了給顧客營造一個愉悅的購房環境，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銷時建筑功能的高空間，又能方便后期商業自行運營時的平面空間恢復，本文以某一項目在方案、施工圖設計過程中的前期討論、樓板選型比較、構件設計，簡述鋼筋桁架樓承板在實際工程中的運用。

1、工程概況

某三層商業建筑，坐落于環城市景觀湖的兩條主要干道交匯角部，平面、立面采用不規則曲面（如圖1），建筑功能集商業、游客休閑一體。考慮作為營銷中心裝修功能布置要求時，需要將二層部分樓板挑空，如圖2，挑空部位結構柱網尺寸 10.8m X 10.2m。

2、前期方案討論

考慮該商業建筑主體結構造價、建筑防火、后期運營過程中的維護等綜合成本，結構體系采用全現澆鋼筋混凝土框架結構。主體結構設計要滿足兩項建筑功能轉換，營銷中心使用時的高空間要求和后期作為餐飲餐廳的平面要求。同時要求建筑功能轉換時，能夠方便實施，且能滿足等同主體結構相同的安全性、可靠性和設計使用年限。

前期有方案提出在樓板開洞處也采用常規設計的梁板布置現澆鋼筋混凝土結構，封補部位預留結構梁、結構板鋼筋。采用此方案，若按混凝土結構水平施工縫（后澆帶）位置樓板開洞，雖能等同現澆結構，但是會減小樓板開洞尺寸，遠遠不能滿足裝修設計要求的大開洞、高空間要求。外露鋼筋也會影響使用，還需做好防腐蝕措施。

也有方案提出樓板不預留鋼筋，后期采用植筋后錨固;梁鋼筋長度僅預留至支座邊600mm，后期采用機械連接接長，作為營銷中心使用時先澆筑600mm長度范圍內的梁混凝土，機械連接接長時鑿除掉300mm長的（該長度范圍混凝土也可采用低標號混凝土澆筑，主要避免連接鋼筋長期外露銹蝕，起到保護梁受力鋼筋的作用）梁混凝土。采用此方案，樓板植筋后錨固屬于加固修補，使用狀態不能等同現澆;梁鋼筋通過機械連接接長，連接區段長度、梁上部受力縱筋連接位置不能滿足混凝土結構設計要求，同時梁施工縫留設距支座太近，后澆梁承載力可靠性會降低。

經多輪方案討論比較后，考慮采用樓板大開洞區域設置鋼錨板的方案。鋼錨板與主體結構混凝土整體現澆，滿足營銷中心使用;作為商業使用時，鋼錨板位置搭設鋼梁，鋼梁上鋪壓型鋼板或鋼筋桁架板，板上澆筑混凝土。結構布置方案如圖3，設計時按樓板大開洞和有樓板（布置鋼梁）兩種工況分別計算，并按照不利計算結果包絡設計。僅在樓板開洞區域搭設鋼梁施工簡單，防火設計也容易實施。

3、樓板選型

傳統設計采用壓型鋼板-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。在我國也有很多年的應用歷史。為了提高材料的使用效率，通過連續輥式冷彎機軋成各種截面，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，出現也有10多年的歷史，但是普及度不高。最近幾年各個地區大力推進裝配式建筑，全部采用鋼筋桁架鋼筋與預制混凝土組合的疊合板，技術成熟、可靠。鋼筋桁架樓承板（如圖4）是指把已經焊接成桁架的鋼筋與鍍鋅鋼板（也可采用冷軋鋼板，降低成本時可采用，因其僅做施工時的模板使用，不做吊頂的項目可撕除鋼板）相結合，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，結構布置單向受力，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壓型鋼板-混凝土組合樓板比較，主要體現在如下方面：

3.1防火性能

傳統壓型鋼板-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，使用時必須噴涂防火涂料，防火保護工程量大，造價也較高，如不采取噴涂防火涂料或粘貼防火板材時，需要在板內配置一定數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行防火保護，桁架底筋保護層厚度取至規范最低時，就能滿足相應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，都應采用防銹功能的連續熱鍍鋅鋼板，雙面鍍鋅層重量一般可達275g/m2，室內正常環境使用條件下，一般可滿足不銹的要求，但使用圓柱頭栓釘進行熔透焊時，過厚的鍍鋅層會影響到焊接質量，施工時一般采取局部穿孔或者除鋅措施。采用鋼筋桁架樓承板時，桁架底部鋼板采用普通冷軋鋼板即可，不需進行防護，施工也較簡便。

3.3受力性能比較

傳統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，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、構件設計

采用鋼筋桁架樓承板，可以免施工支撐，樓板承載力計算時，應分階段驗算，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計參數，這些參數考慮了施工階段鋼筋桁架上下弦桿強度驗算、受壓弦桿和腹桿穩定性驗算和桁架撓度驗算，可供設計和施工直接使用，也可參照建筑工業行業標準。需注意施工荷載指工人和施工設備的重量，并要考慮到施工過程中可能產生的沖擊與振動，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，雖然受拉鋼筋應力超前，但其承載力與普通鋼筋混凝土樓板相同，設計按普通鋼筋混凝土樓板設計即可，不考慮桁架的有利作用。

鋼筋桁架支承于鋼梁上時，為了保證梁板結構的整體性，也應設置抗剪連接件。目前應用較多的還是栓釘，栓釘設置的基本要求同傳統壓型鋼板-混凝土組合樓板，《組合樓板設計與施工規范》（CECS273）規范中對于抗剪栓釘的具體設置也進行了明確的規定。

結語：

本文多方面闡述了建筑平面空間功能轉換設計過程中可能會遇到的問題，也有類似項目在施工過程中僅預留了主體結構鋼筋而后期無法施工的困窘，現澆結構中預埋鋼板與主體結構同時設計，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，較傳統壓型鋼板具有防火、防腐、承載力，還可以設計為雙向受力體系，特別是裝配式建筑的發展，技術越來越成熟，在鋼結構樓板設計中可以大力提倡使用。

參考文獻：

[1]建筑鋼結構防火技術規范GB51249-2017[S]

[2]鋼結構設計標準GB50017-2017[S]

[3]組合樓板設計與施工規范CECS273：2010[S]

[4]鋼筋桁架樓承板JG/T368-2012[S]

[5]冷彎薄壁型鋼結構技術規范GB50018-2002[S]

作者簡介：

何威（1983.03-），漢族，湖南長沙，本科，主要從事結構設計。