桁架楼承板在装配式钢结构被动房的应用

云山府是一个集装配钢结构、被动式、绿建三星为一体的住宅建筑项目，楼板的选择首先要符合装配式的要求。在这个过程中，进行了认真分析和各种尝试，选择不同材质的底板，形成标准化构件，不断提高桁架楼承板的使用效果，在生产工厂化、施工便利化、多次重复使用底板等方面取得了较好的成果。

 

一、概述

 

云山府项目是大同泰瑞集团响应政府节能减排和发展装配式建筑的号召，开发建设的集装配式、被动式和绿色三星为一体的住宅项目。它是一个将被动式架构在全装配钢结构上的一个近零能耗的被动式住宅项目，它是以钢管混凝土束为竖向受力构件、工字钢梁为水平受力构件的装配式钢结构建筑。占地11.7万㎡，建筑面积为30.07万㎡，其中22栋被动式住宅建筑面积18.94万㎡。层数为7~18层，户型为面积为130~320㎡。这个全装配式钢结构被动式住宅项目，目前其规模在全省乃至全国也是处于领先水平。

 

水平受力构件楼承板的选择：为了达到装配率50%甚至更高的标准，除主体结构外，楼板也必须采用装配式。这里有两种选择，一种是选择叠合板；一种是选择钢筋桁架楼承板。叠合板是由预制板和现浇钢筋混凝土层叠合而成，预制混凝土部分有60mm高，在同样跨度的情况下，它的总厚度要比钢筋桁架楼承板多出20mm以上。在住宅层高较小的情况下，20mm高度设计师也是很计较的。再就是叠合板现浇部分高度相对较小，在管线施工中会增加许多困难，设计类型多、加工制作难度大、吊装重量大，这些都是它的不利因素。尚且，本文公司自己有装配建筑部品部件生产园区，工厂内有钢筋桁架楼承板的成套生产设备，本文自然要选择采用钢筋桁架楼承板。

 

二、可拆与不可拆楼承板的选择

 

装配建筑园区工厂生产的镀锌钢板桁架楼承板有可拆和不可拆两种。不可拆的已经在大同体育运动学校学生宿舍楼和装配建筑产业园区宿舍工程上得到应用。这两个项目，由于其使用功能为学生宿舍和工人宿舍，设计为双层床，层高都有3.6m，采用不可拆楼承板，如图1所示，后期都会用吊顶遮盖，也不会对层高产生较大影响。但是在住宅项目上，特别是钢结构住宅，一般层高仅有3m，采用不可拆板，就必须吊顶，层高就会降下来，还需要增加装修费用。如果采用可拆板，可拆板拆模后，平整的混凝土面上，只需要处理一下卡扣痕迹，就可以直接刮腻子成活了，装修效果也不错，费用可少多了。于是，可拆板也就成了必然选择，镀锌钢板的底板理论上可以重复循环使用多次，也是本文选择的一个理由。

 

图1 不可拆镀锌钢板桁架楼承板

图2 竹胶板桁架楼承板

 

实际使用过程中，循环使用费工费事，拆下来的卡扣可以再次使用的不足四分之一，铁皮整修需要返厂进行，循环次数远低于理想状态。在这种情况下，本文借鉴他人经验，用竹胶板替代了镀锌铁皮，如图2所示。竹胶板桁架楼承板可以重复使用多次，它的塑料卡扣在后期处理上也比较容易，竹胶板刚度大，拆模后楼板平整光滑。在此基础上通过试验，用镀锌钢卡片取代了塑料卡扣，支撑更稳固，安装更方便。开始使用崭新的竹胶板，并通过整修反复使用，后来利用工程回收过来的旧模板，修旧利废，节约材料。可拆板、不可拆板及竹胶板这三种板的类型在云山府项目上都有尝试过。现在已经全部过渡到使用竹胶板替代镀锌钢板作为桁架楼承板的底板。

 

三、标准化是桁架楼承板加工的优势

 

标准化是装配式建筑的前提，需要从设计开始。本文采用的钢管束断面200×130×4mm为标准尺寸，在生产线上加工，从钢板卷材开始，卷边、成型、打孔、组焊一次完成。钢梁为配合钢管束上下翼缘宽度采用130mm。内外墙板根据墙和梁的尺寸及钢结构防火涂料的厚度选择厚为150、120、100mm几种厚度规格。由于采用标准化构件，从加工到安装都非常顺畅，节约工期，节约材料。桁架楼承板的加工制作更体现了标准化的优势。

 

图3 竹胶板改进型图

 

云山府项目楼板开始考虑过使用叠合板，但是考虑到混凝土叠合板诸如种类多，设计、运输、吊装重量大等不利因素，最后决定采用桁架楼承板。在体校项目和园区职工宿舍项目上用的是不可拆镀锌薄钢板桁架楼承板，云山府开始用过一段可拆镀锌薄钢板作为底膜的桁架楼承板，除循环使用次数不高外，薄钢板刚度小，需要较多支撑，拆模后观感效果不太好，后来改用竹胶板作为底膜，它的刚度大，重复使用率高，比叠合板和镀锌钢板桁架楼承板有更多优势。在使用过程中，将竹胶板的塑料支撑卡扣改进为条形金属扣件，如图3所示。钢筋桁架支撑条件得到改善，同时，条形金属扣件可以代替部分分布式钢筋，更有利于钢筋保护层的控制。

 

图4 竹胶板通用标准板与组合板

 

每一个户型，它的楼板的长度有十多种类型，为了工厂化生产的需要，将竹胶板简化为标准板＋组合板，标准板长为2400mm（刚好是一块竹胶板的标准长度），组合板根据板的跨度决定长度，一般地有300、400、500、600等各种尺寸，在施工现场可以组合成各种长度。板宽一般为600mm，在宽度方向上，不足部分同样可以用组合板的方法去解决。这样，标准版可以不间断地生产，在制作成品时只需要根据设计条件，制作相应尺寸的组合板就可以了。如图4所示。由于采用了这种标准板＋组合板的近似标准化的方案，使得原本板长类型较多的情况得到改善，更利于工厂化生产，安装也更加便利，这样也有效地降低了模板的损耗。

 

四、桁架楼承板在装配式钢结构上的构造要求

 

钢管混凝土束结构，桁架楼承板全部支撑在钢管束或者钢梁上。在钢梁上的支撑长度必须>50mm。由于板的跨度不同，板厚自然不同，选择一个标准板厚定位钢梁标高，比如，板厚按120mm考虑，加上板面以上工程做法100mm，那么，梁上标高应为a-0.22m（a为楼面标高）。对于超过标准板厚的情况，如果是<20mm，可以采用如图5所示的作法，通过设置角钢临时支撑的办法，完成板的连接，如果是>20和<50mm，则需要在钢梁上增加构造节点板如图6所示。而在钢管束上支撑长度必须>70mm，钢管束在加工时就要增加钢筋桁架楼承板的托板，并在钢管束上预留支座钢筋插孔。如图7、图8所示。

 

图5 钢梁桁架楼承板支撑节点（1）

 

图6 钢梁桁架楼承板支撑节点（2）

图7 钢管束桁架楼承板支撑节点（1）

 

图8 钢管束桁架楼承板支撑节点（2）

 

结语

 

楼承板的选择要根据结构形式、当地生产条件、甚至结构设计师的喜好等各种不同因素进行，任何选择都应该以节约材料、提高工作效率为目的，以工厂化、标准化为前提。本文在不断地改进工艺的过程中，摸索出一定的经验，但是，这种探索还只是开始，最早使用的镀锌钢板重复使用率比较低，现在使用的竹胶板可以重复使用三到四次，本文正在研究使用一种蜂窝塑料板，可以大大提高其周转率，可以获得更好的经济效益。在实践中不断地取得技术上的进步，是本文一直都在努力的方向。希望大家一起来参与技术创新，以便大家从中受益。

 

作者简介：张宁，硕士，工程师

 

通信作者：杨玉栋，硕士，教授级高工