钢-混凝土组合空腹板架的工程应用探究

张 旭

(宁工业大学土木建筑工程学院， 辽宁 锦州 121000)

0 引言

钢-混凝土组合空腹板架结构是一种新型的，应用广泛的组合式结构，其可应用在大跨度的多层建筑中，也可以应用在大柱网多层建筑领域。钢-混凝土组合空腹板架是一种应用前景广泛的组合式结构，其在施工领域里较其他的结构相比具有很大优势，与普通的混凝土结构相比较，钢-混凝土组合空腹板架具有自重轻、截面尺寸小、可有效提高施工效率，进而节省施工周期；其与普通的钢结构相比较，具有节省钢材、耐火耐高温性能好等优点

1 钢-混凝土组合空腹板架结构及其构造分析

本章节主要分析钢-混凝土组合空腹板架结构及其构造，对钢-混凝土组合空腹板架结构组成和主要结构层次进行分析，从钢-混凝土组合空腹板架的高度、构件结构和特点等部分，分析钢-混凝土组合空腹板架结构组成。

1.1 钢-混凝土组合空腹板架的结构组成

图1 钢-混凝土组合空腹板架整体结构

从以上钢-混凝土组合空腹板架的结构图中可看出，数字1指的是钢-混凝土组合空腹板架的结构下部结构的T型钢板，交叉在肋部；数字2为连接上下两部分结构的钢管混凝土结构，3和4分别为上部结构的交叉式刚板和混凝土薄板。其中，在钢-混凝土组合空腹板架设计及提前预制施工的过程中，由于上部结构的混凝土平板受力来源主要是压力和弯矩，从压力和弯矩的极限值分析，上部结构混凝土平板的有效厚度大约在80～160mm之间，如果选择的厚度过小，那么会对钢-混凝土组合空腹板架的上部结构乃至整体结构造成损失。

1.2 钢-混凝土组合空腹板架结构中网格分布

钢-混凝土组合空腹板架结构中网格密度是衡量因局部稳定性造成构件厚度增加的标尺，如果网格密度过小，会造成钢-混凝土组合空腹板架构件之间的间距变大，增加了相应构件的厚度，造成组合材料的浪费，同样也会增加上部结构混凝土层的厚度，这样会导致整个钢-混凝土组合空腹板架的预制周期变长，同时增加了钢-混凝土组合空腹板架施工的预算及成本，造成施工经济性降低。所以，结合施工经验及理论实验数据结果显示，按同一跨度方向的两构件之间的网格一般不少于5，这样使得钢-混凝土组合空腹板架网格密度大，增加了该结构施工过程中的经济性。

1.3 钢-混凝土组合空腹板架结构的高度

结构的高度决定着整体施工空间的有效控制，也是结构尺寸选择的重要原则，不同高度的结构作用是不一样的。对于钢-混凝土组合空腹板架结构的高度主要指的是上部结构和下部结构之间的高度差。从钢-混凝土组合空腹板架结构整体的受力及结构承载力方面分析，其较近似结构的自重要轻，加上钢-混凝土组合空腹板架结构中采用钢板，且钢板自身的刚度大，所以，钢-混凝土组合空腹板架结构的高度可以按照实心板最低高度考虑，按单双向板的不同，单向板采用1/35-1/40的跨度；而双向板则需采用1/40-1/45的跨度。另外，对于钢-混凝土组合空腹板架结构中有局部区域需要穿管的，需要按照相关规范要求，设置相应的高度，同时要满足设计的要求。

以上内容从钢-混凝土组合空腹板架结构整体构造及局部设计要点进行了简要的分析，还有部分结构要素并未阐述，例如钢-混凝土组合空腹板架的构件、钢-混凝土组合空腹板架结构材料的选择等，需要在工作同时不断进行总结，提升对钢-混凝土组合空腹板架结构的认识，同时也能提高自己的专业水平。

2 钢-混凝土组合空腹板架结构特点分析

钢-混凝土组合空腹板架结构特点显著，可以分别从房屋土建整体施工角度和钢-混凝土组合空腹板架自身结构组成角度进行有效的分析。

首先，建筑的大跨度和大开间对于建筑空间的有效利用是有利的，也是现在建筑设计中较为流行的方式，建筑空间的设计可以根据不同人群的需求进行有效整合设计，按需分配；钢-混凝土组合空腹板架结构的使用可以降低建筑层高，且使得整个建筑经济性显著。

其次，钢-混凝土组合空腹板架结构中钢板的利用可以提升整个构件结构的刚度，从而提升整体建筑结构的刚度，符合设计要求；自重轻，施工简单，效率高；缩短施工工期，可解除天气因素对施工的影响，施工灵活度高。

3 钢-混凝土组合空腹板架结构工程应用分析

钢-混凝土组合空腹板架结构主要应用于大跨度结构中，只有应用在大跨度结构施工中才能凸显它的优势，其适用的跨度区间一般在18m以上和35m以下，且可承受较大荷载的楼板结构及建筑屋盖结构等。从现在工程应用现状来看，钢-混凝土组合空腹板架结构在19.5m和33m两个跨度组合的楼盖结构中都有所应用，且效果明显，建成后能够超高预期的满足整体建筑结构在使用功能上的要求。

例如在19.5m跨度钢-混凝土组合空腹板架的楼盖结构施工中，以某城市的政府改造工程为例。工程设计中共为4层，1层主要为会议厅及餐厅，每层的层高要求受限，每层的使用功能是不同的，且楼顶设计为观赏区。该工程的2层楼盖是施工和设计的难点所在，其设计平面尺寸在19.5m-33m之间，且承受荷载也大于10KN/m2，原设计是采用混凝土井盖式结构，后经过理论研究，并进行有效比较后决定采用钢-混凝土组合空腹板架结构，采用钢-混凝土组合空腹板架结构后，钢板厚度采用了两种规格，分别是16mm和18mm，钢材材料选择使用的是Q235，混凝土等级为C30，钢-混凝土组合空腹板架结构中可以穿管，且不影响整体结构的使用功能。由于采用钢-混凝土组合空腹板架结构后，受到自身承重力较轻且刚度大的优势，整体建成后的效果明显，且易装饰（不用做吊顶），给整个结构整体带来一种视觉效果，同时增加了此建筑结构中2层的层高，层高可达到5.4m。从以上工程的实际应用上可分析出，钢-混凝土组合空腹板架结构不妨碍管线等的穿越，能够保证整个结构的使用功能性要求，满足大跨度结构的需求。

综上所述，钢-混凝土组合空腹板架结构的应用解决了建筑施工中的一系列难题，本文通过介绍钢-混凝土组合空腹板架结构的各部分构造及特点，结合工程的实际应用案例，论述了钢-混凝土组合空腹板架结构在建筑工程中的应用，对于实际的建筑工程从业者来说，具有一定的理论指导意义。

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