钢筋桁架楼承板在建筑平面空间转换中的运用

【摘要】建筑平面功能转换采用预埋钢锚板是比较合理的设计方法;采用钢筋桁架楼承板防火、防腐蚀及受力承载力较传统压型钢板-混凝土组合楼板更具优势。

【关键词】挑空封板;压型钢板-混凝土组合楼板;钢筋桁架楼承板

房地产市场竞争激烈，不少地产公司为了更好的向客户展示自己的产品，花巨资建设营销中心。考慮营销中心仅作为售楼时临时使用，有些地产公司利用项目自带商业作为营销中心的使用，可以节省掉单独建设时的土建成本。营销中心是一个项目形象的重要展示场所，也是一个独特的广告载体，集展示、洽谈、签约等一系列功能。装修设计公司为了给顾客营造一个愉悦的购房环境，往往需要使用到高空间元素，部分挑空。如何既能满足作为营销时建筑功能的高空间，又能方便后期商业自行运营时的平面空间恢复，本文以某一项目在方案、施工图设计过程中的前期讨论、楼板选型比较、构件设计，简述钢筋桁架楼承板在实际工程中的运用。

1、工程概况

某三层商业建筑，坐落于环城市景观湖的两条主要干道交汇角部，平面、立面采用不规则曲面（如图1），建筑功能集商业、游客休闲一体。考虑作为营销中心装修功能布置要求时，需要将二层部分楼板挑空，如图2，挑空部位结构柱网尺寸 10.8m X 10.2m。

2、前期方案讨论

考虑该商业建筑主体结构造价、建筑防火、后期运营过程中的维护等综合成本，结构体系采用全现浇钢筋混凝土框架结构。主体结构设计要满足两项建筑功能转换，营销中心使用时的高空间要求和后期作为餐饮餐厅的平面要求。同时要求建筑功能转换时，能够方便实施，且能满足等同主体结构相同的安全性、可靠性和设计使用年限。

前期有方案提出在楼板开洞处也采用常规设计的梁板布置现浇钢筋混凝土结构，封补部位预留结构梁、结构板钢筋。采用此方案，若按混凝土结构水平施工缝（后浇带）位置楼板开洞，虽能等同现浇结构，但是会减小楼板开洞尺寸，远远不能满足装修设计要求的大开洞、高空间要求。外露钢筋也会影响使用，还需做好防腐蚀措施。

也有方案提出楼板不预留钢筋，后期采用植筋后锚固;梁钢筋长度仅预留至支座边600mm，后期采用机械连接接长，作为营销中心使用时先浇筑600mm长度范围内的梁混凝土，机械连接接长时凿除掉300mm长的（该长度范围混凝土也可采用低标号混凝土浇筑，主要避免连接钢筋长期外露锈蚀，起到保护梁受力钢筋的作用）梁混凝土。采用此方案，楼板植筋后锚固属于加固修补，使用状态不能等同现浇;梁钢筋通过机械连接接长，连接区段长度、梁上部受力纵筋连接位置不能满足混凝土结构设计要求，同时梁施工缝留设距支座太近，后浇梁承载力可靠性会降低。

经多轮方案讨论比较后，考虑采用楼板大开洞区域设置钢锚板的方案。钢锚板与主体结构混凝土整体现浇，满足营销中心使用;作为商业使用时，钢锚板位置搭设钢梁，钢梁上铺压型钢板或钢筋桁架板，板上浇筑混凝土。结构布置方案如图3，设计时按楼板大开洞和有楼板（布置钢梁）两种工况分别计算，并按照不利计算结果包络设计。仅在楼板开洞区域搭设钢梁施工简单，防火设计也容易实施。

3、楼板选型

传统设计采用压型钢板-混凝土组合楼板，压型钢板是20世界60年代左右在欧美、日本等国家首先使用，主要是作为浇筑混凝土的永久模板，省去了楼板的竖向支撑和支模、拆模等工序。在我国也有很多年的应用历史。为了提高材料的使用效率，通过连续辊式冷弯机轧成各种截面，并可使压型钢板全部或部分代替楼板中的板底受力钢筋。

钢筋桁架楼承板作为第三代免支撑、免模板的楼板体系，出现也有10多年的历史，但是普及度不高。最近几年各个地区大力推进装配式建筑，全部采用钢筋桁架钢筋与预制混凝土组合的叠合板，技术成熟、可靠。钢筋桁架楼承板（如图4）是指把已经焊接成桁架的钢筋与镀锌钢板（也可采用冷轧钢板，降低成本时可采用，因其仅做施工时的模板使用，不做吊顶的项目可撕除钢板）相结合，也可以起到代替楼板支撑、免支模和免拆模的作用。

本工程中，结构布置单向受力，考虑防火、防腐及抗压承载能力，最终选用钢筋桁架楼承板。采用钢筋桁架楼承板与传统压型钢板-混凝土组合楼板比较，主要体现在如下方面：

3.1防火性能

传统压型钢板-混凝土组合楼板过火后，组合楼板的压型钢板抗火性能较差，且过火后很难修复，使用时必须喷涂防火涂料，防火保护工程量大，造价也较高，如不采取喷涂防火涂料或粘贴防火板材时，需要在板内配置一定数量的受力钢筋来满足楼板抗火的需要。 钢筋桁架楼承板不需要进行防火保护，桁架底筋保护层厚度取至规范最低时，就能满足相应建筑功能的耐火极限。

3.2防腐蚀性能

作为组合和非组合的压型钢板，都应采用防锈功能的连续热镀锌钢板，双面镀锌层重量一般可达275g/m2，室内正常环境使用条件下，一般可满足不锈的要求，但使用圆柱头栓钉进行熔透焊时，过厚的镀锌层会影响到焊接质量，施工时一般采取局部穿孔或者除锌措施。采用钢筋桁架楼承板时，桁架底部钢板采用普通冷轧钢板即可，不需进行防护，施工也较简便。

3.3受力性能比较

传统楼板施工阶段的湿混凝土重量和施工活荷载均由压型钢板承担，要提高其承载力只能通过改变压型钢板的几何形状和钢板的厚度来满足，而一般压型钢板的几何形状是固定的，所以只能增加钢板的厚度，一般用到的钢板厚度为0.75mm～1.6mm。钢筋桁架楼承板通过调整桁架的高度和钢筋的直径就可提高其承载力，几何形状可以多变，用到的钢板厚度0.5mm即可。

4、构件设计

采用钢筋桁架楼承板，可以免施工支撑，楼板承载力计算时，应分阶段验算，即施工阶段和使用阶段。

目前商品化的钢筋桁架楼承板提供有配套的设计参数，这些参数考虑了施工阶段钢筋桁架上下弦杆强度验算、受压弦杆和腹杆稳定性验算和桁架挠度验算，可供设计和施工直接使用，也可参照建筑工业行业标准。需注意施工荷载指工人和施工设备的重量，并要考虑到施工过程中可能产生的冲击与振动，一般不宜小于1.5kN/m2，按活荷载考虑。在使用阶段，钢筋桁架上下弦钢筋与混凝土共同工作，此楼板与钢筋混凝土叠合式楼板具有相同的受力性能，虽然受拉钢筋应力超前，但其承载力与普通钢筋混凝土楼板相同，设计按普通钢筋混凝土楼板设计即可，不考虑桁架的有利作用。

钢筋桁架支承于钢梁上时，为了保证梁板结构的整体性，也应设置抗剪连接件。目前应用较多的还是栓钉，栓钉设置的基本要求同传统压型钢板-混凝土组合楼板，《组合楼板设计与施工规范》（CECS273）规范中对于抗剪栓钉的具体设置也进行了明确的规定。

结语：

本文多方面阐述了建筑平面空间功能转换设计过程中可能会遇到的问题，也有类似项目在施工过程中仅预留了主体结构钢筋而后期无法施工的困窘，现浇结构中预埋钢板与主体结构同时设计，是比较可靠的处理方案。

钢筋桁架楼氶板是最近几年普遍采用的免支撑、免模板的楼板体系，较传统压型钢板具有防火、防腐、承载力，还可以设计为双向受力体系，特别是装配式建筑的发展，技术越来越成熟，在钢结构楼板设计中可以大力提倡使用。

参考文献：

[1]建筑钢结构防火技术规范GB51249-2017[S]

[2]钢结构设计标准GB50017-2017[S]

[3]组合楼板设计与施工规范CECS273：2010[S]

[4]钢筋桁架楼承板JG/T368-2012[S]

[5]冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002[S]

作者简介：

何威（1983.03-），汉族，湖南长沙，本科，主要从事结构设计。