装配式混凝土叠合板的研究和发展——以M型轻钢混凝土叠合板构造研究为例

杨镇

（中国建筑第二工程局有限公司）

1 M型轻钢混凝土叠合板材料介绍

1.1 M型轻钢构造

M型轻钢混凝土叠合板作为一种新型叠合板形式，被应用于大跨度建筑中。该叠合板主要是由紧固件将M型轻钢和金属板网进行有效连接，在对分布筋和保温板进行布置后，浇筑混凝土预制成底板，安装完成之后浇筑叠合层混凝土形成的一种新型叠合板[1]。

M型轻钢混凝土叠合板主要是由多个构件组成，其分别包括M型轻钢、金属板网、保温板、构造钢筋等组成。M型轻钢混凝土叠合板中M型轻钢的壁厚为0.8mm/1.00mm/1.2mm，间距为300mm/400mm。采用自攻螺钉对M型轻钢和金属板网进行连接。保温板也主要是在M型轻钢和板底分布钢筋之间进行填充（见图1）。

图1 M型轻钢混凝土叠合板预制底板分布图

同时，M型轻钢几何尺寸如表1所示：

1.2 金属板网构造

金属板网也与市场中的金属板网有着较大的区别，该金属板网的网孔密度较大，V型加强肋的高度也相对较高。自攻螺钉在设置之后，V型加强肋的作用就是能够增强金属板网与M型轻钢的粘性。其中L为加强肋长度；Hi为V型加强肋高度；H2为加强肋厚度。同时加强肋的顶部形状为圆形，R为加强肋的直径、a为加强肋的夹角。

1.3 保温板

M型轻钢混凝土叠合板结构中通过安放保温板，在浇筑混凝土将保温板固定在叠合结构中，从而达到保温-结构一体化发展的需求，满足北方地区对于保温的需求。该叠合板主要采用EPS聚苯板作为保温材料，并且密度为22kg/m3，燃烧等级为B1级。EPS聚苯板能够使混凝土浇筑过程中避免发生离析的现象，特别是该材料在经过发泡剂发泡处理后会形成封闭的微孔，在混凝土浇筑之后能够吸收一定的水分[2]。并且该材料也具有很强的防潮能力和精准度，聚苯板本身的结构性较高，导热系数较小，从而达到保温隔热的效果。

1.4 焊接材料与紧固件

M型轻钢主要采用焊接连接的方式，将箍筋和分布钢筋进行连接。M型轻钢混凝土叠合板安装和施工过程中应该达到焊接要求，才能保障焊接后的性能，才能保障连接点的牢固性。采用H型连接件固定EPS聚苯板，能够保障浇筑混凝土时加大对保温板和混凝土的粘结力。M型轻钢与金属网主要采用的紧固件为自钻螺钉，其长度要比连接钢材厚10mm左右，螺钉钉入到型钢和板钢之后，螺钉所露出的长度需要保障在型钢与金属板网间距的3倍左右。特别是当钢板材的厚度＞0.84mm，主要采用自攻自钻螺钉。当型钢的厚度为0.8mm左右时，主要采用自动螺钉。

2 M型轻钢混凝土叠合板施工工艺

M型钢预制叠合板在运送到施工现场后进行吊装，在制作预制底板时M型钢需要预留一部分，对于底板外预留的一部分长度作为锚固长度，可以直接的搭接在梁柱构件上和墙板的构件上；吊装完成之后再布置水电管线，铺放叠合板的上层分布钢筋。横向钢筋的绑扎过程为：安装钢筋→穿过M型钢的半月形→完成绑扎。在根据设计间距对纵向钢筋进行布置，钢筋绑扎的过程与横向钢筋相同，在对钢筋的绑扎分布情况进行检查后，再检查其牢固性；预制底板拼缝处理。需要在拼缝处布置好金属板网；绑扎完成之后开始楼面的清理工作；浇筑混凝土（注重振捣和密实，这样才能减少混凝土浇筑不均匀的情况出现）。

表1 M型轻钢几何尺寸要求

3 装配式叠合板部分构造注意要点

装配式M型钢叠合板的构造和一些关键连接节点的研究和分析，能够保障M型轻钢混凝土叠合板的应用效率，使得M型轻钢混凝土叠合板拥有更高的实用价值。

3.1 叠合板构造

M型轻钢混凝土叠合板的构造主要是由预制层和叠合层构成，其中预制层包括M型轻钢构造锚固层、保温板层和底部钢筋层、金属板网层和钢筋混凝土保护层[3]。这种叠合板的构造比较简单，其主要是由钢筋保护层、上分布钢筋层和预埋水电线层构成。其中M型轻钢的宽度为140mm，叠合板浇筑厚度≧180mm。根据相关的规范要求，楼板的上下钢筋混凝土保护层为15mm，保温板厚度为40mm，配筋的钢筋直径为6mm～8mm，叠合层的厚度为100mm，M型轻钢预制底板厚度为80mm。在构造的设计上能够满足工程需要。

3.2 底部构造钢筋连接

底部构造钢筋布置主要采用两种绑扎的形式：

①横向钢筋通过穿过腹板上的半月形小孔，再与M型轻钢进行焊接和绑扎，纵向受力钢筋也需要按照设计间距布置绑扎到横向钢筋上。在钢筋绑扎完成之后，板底部分的钢筋在M型轻钢内部，能够有效降低钢筋的高度，为施工提供便捷性。当放置聚苯板之后，浇筑预制混凝土，使得预制板底板的厚度逐步变厚，适用于跨度较大的楼板结构中。

②根据设计的间距，将横向钢筋与M型轻钢侧面进行绑扎，然后在绑扎纵向受力钢筋。底板分布的钢筋主要分布在双M型轻钢外部，从而达到一种紧固的作用。在吊装时更为便捷。根据对两种钢筋绑扎的形式来看，其优势各不相同，在实际的应用时需要根据工程情况选择不同的钢筋绑扎形式。

3.3 拼缝构造

板缝处进行钢筋的连接，其不仅能够传递剪力，还能够使叠合板具有抗裂的性能。因此，为了能够不发生剪切的破坏，M型轻钢混凝土叠合板在吊装和拼装之后，应该考虑板与板之间的拼缝。而对于预制底板并不存在拼缝的问题，其预制底板主要是由薄壁型钢和纵向分布筋构成，其在与墙体、梁板等进行直接的锚固连接后，解决了拼缝的问题。因此，对于拼缝主要是存在于横向钢筋的一侧，常见的叠合板板缝连接方式主要采用整体搭接式和板面附加钢筋式，对于M型轻钢叠合板结构中同样可以应用这两种方式。整体搭接式主要是指工厂预制底板时能够将横向钢筋作为受力的钢筋预制到板外侧，现场施工预制板在拼接时，部分预留的钢筋就在拼缝上，浇筑混凝土之后拼缝处于叠合层就能够形成一个整体，共同承担应力。

板面附加钢筋就是通过在拼缝处布置钢筋网与叠合层一起浇筑混凝土后形成整体，使得拼缝的应力传递作用更加显著，能够有效控制底板开裂。同时，M型轻钢混凝土叠合板结构中，钢筋网采用金属板网，其能够有效提升受力的性能和抗裂的性能，使得接缝处的结构更加完整。

3.4 墙板，梁节点构造

通过对现有的叠合板和轻钢楼板节点进行设计，能够为M型轻钢混凝土叠合板提供应用参考，这种构造的设计能够保障各连接节点的安全性，保障正常施工。M型轻钢预制底板在制作的过程中需要预留型钢和分布钢筋，特别是在节点构造时，型钢需要直接放入到支座处，其他部分的钢筋在制作时或者放置时需要按照一般叠合板的支座锚固规范进行计算，以确定分布钢筋进入墙或梁的锚固长度[4]。锚固长度应该在底板预制的过程就需要预留出，施工时能够直接的绑扎。其中叠合板中的M型轻钢深入支座的长度不得低于60mm。

4 应用前景

M型轻钢混凝土叠合板更加适合应用于大跨度的建筑结构，其主要采用单向板设计，受力的构件主要为轻钢、纵向受力钢筋。同横截面积的轻钢受力性能明显高于钢筋的受力性能，上层配置分布钢筋时，应该采用双向受力对其进行计算。并且从材料的预算对比中可以看出，大跨度建筑施工中采用这种新型的叠合板无论是在经济效益上还是在保温的性能上都有较大的优势，值得在之后的建筑施工中应用和推广。特别是北方地区采用这种叠合板，能够满足对保温的性能要求。

5 结语

M型轻钢混凝土叠合板作为一种装配式建筑叠合板，具有先进的发展理念和设计独特性，满足了装配式建筑的需求。叠合板的创新也能够进一步推动M型轻钢混凝土叠合板的研究和发展。