閉口型壓型鋼板與鋼筋桁架之比較

 案例：江西某超高層鋼結構建筑，樓高約300米，采用內(nèi)筒外框鋼結構，混凝土樓的板厚度大部分為120mm，常規(guī)跨距最大約為3300mm，恒載為4.8KN/m²，活載為3.0KN/m²。

 一．閉口型壓型鋼板技術方案

    基于以上工程實際情況，樓板總厚120mm，跨距不大于3300mm，經(jīng)過我司計算建議：在無需臨時支撐的情況下，選用YXB65-170-510、0.75mm厚度的閉口板，屈服強度fy≥410N/mm2, 雙面鍍鋅總量為275g/m2。

（壓型鋼板斷面圖）

 1. 選用閉口型壓型鋼板優(yōu)勢及其應用

            閉口型壓型鋼板被廣泛應用于大量的工程中，尤其是鋼結構的超高層辦公樓項目中。因為在超高層辦公樓中，使用荷載均在5.0KN/m2之下，次梁的間距在3米左右，樓板總厚在120mm或130mm左右，在此工況下，閉口板是最優(yōu)的選擇。不需要加臨時支撐，可以代替板底鋼筋，作為組合樓板承擔受力，耐火性能優(yōu)，并且不需要防火涂料，施工方便。所以，該板型得到了廣大業(yè)主和設計師的青睞，在北京上海、天津、南京、杭州、長春、無錫等一二線城市被廣泛應用。譬如： 

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    上海黃埔區(qū)155大樓             上海                 超高層鋼結構

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    上海同盛大廈                       上海                  高層鋼結構

    天津國貿(mào)大樓                       天津                  超高層鋼結構

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    天津數(shù)字電視大廈                天津                  超高層鋼結構

    南京新百大廈                       南京                  超高層鋼結構

    南京金奧大廈                       南京                  超高層鋼結構

    南京錦盈大廈                       南京                  超高層鋼結構

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    杭州西子聯(lián)合大廈                杭州                   高層鋼結構

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 （以上為不完全統(tǒng)計）

 

 從以上高層、超高層的樓板系統(tǒng)選用來看，全部選用閉口板，可見閉口板對于辦公樓一類的高層建筑是非常適用的，而且以上建筑的梁跨特點特別適合采用閉口板（跨距均在3m左右，樓板厚度120 mm或130mm），使其技術經(jīng)濟性發(fā)揮的恰到好處，也就是說這正適合用于閉口板。而閉口板的缺點卻是如果建筑物的次梁跨距超過4m，則需要選擇比較厚的鋼板，則成本上會增加不少。

2. 閉口型YXB65-170-510壓型鋼板，其主要優(yōu)點為：

Ø 較小的樓板總厚本工程鋼梁間距為3.3m，樓板總厚可取120mm。閉口型YXB65-510壓型鋼板肋底部分的小開口15mm（用于懸吊系統(tǒng)），樓板總厚減去15mm后，有效厚度（凈厚度）為105mm。超高層和大跨度建筑對樓板平面內(nèi)剛度有較高要求（電算中通常假定為無限剛），樓板剛度只有通過增加板厚來加強，所以樓板最小凈厚度至少≥100mm。采用YXB65-510壓型鋼板在樓板凈厚度相同的情形下，樓板總厚最小。

 

Ø 極佳的受力特性YXB65-510 壓型鋼板具有獨特的楔型斷面，它的肋四周完全被混凝土握裹，大大增加了鋼板與混凝土的接觸面，更為重要的是，在組合樓板受彎的狀態(tài)下，混凝土與閉口肋之間會產(chǎn)生一定的壓力，彎距越大，壓力越大，在混凝土與壓型鋼板之間摩擦系數(shù)恒定的情形下，這種壓力將使混凝土與壓型鋼板的握裹力大大增加。此外，閉口板的形心接近板底，在相同樓板厚度情況下，組合樓板的內(nèi)力臂最大，可抵抗更大的跨中正彎距。其組合樓板有很大的承載力，一般情形下可替代全部板底鋼筋。

 

Ø 良好的抗火性能YXB65-510壓型鋼板由于其板肋四周均被混凝土包裹，類似于鋼筋混凝土樓板中的板底鋼筋，在火災情形下，即使平板部分退出工作，而板肋由于溫度不高仍有足夠的強度，當耐火設計滿足時，在不做防火噴涂、不配置耐火鋼筋的情形下，仍有很高的承載能力,可替代全部板底鋼筋。當樓板總厚≧110mm時，可滿足2.0小時耐火極限。

 

Ø 便利的懸吊系統(tǒng)YXB65-510在板底設置了卡槽，配合專用的兩片式懸吊零件，可在板底任意位置設置可拆卸的吊點，避免事先預埋或事后鉆孔以及施焊等作業(yè)，對空調(diào)風管、水噴淋管、強弱電橋架以及建筑平頂?shù)膽业跆峁┝藰O大的便利及靈活性，同時造價較膨脹螺栓來的更為節(jié)省，而且不像使用膨脹螺栓那樣會破壞樓板內(nèi)的管線。

（樂上樓承板提供的圖片）

Ø 平整的板底外觀 平整的頂面效果恰似刻意裝修的天花板（詳見我司提供之照片），在一些非必須吊頂?shù)膮^(qū)域，提供了十分美觀的頂面效果，省卻吊頂?shù)馁M用。

 

Ø 良好的安裝安全性  采用壓型鋼板方案，由于在施工過程中，壓型鋼板作為永久性模板使用，為施工人員提供了一個安全的施工平臺，使施工人員在施工過程中在這個平臺上安全施工，避免安全隱患，在超高層工程中尤其重要。而使用現(xiàn)澆支模工法，因為需要高空作業(yè)而沒有平臺，為了避免發(fā)生安全事故，要采取種種安全措施，比如加設安全網(wǎng)等，但仍不能完全保證安全。在前不久江蘇發(fā)生的鋼筋籠垮塌事件就是因為高空作業(yè)，而保護措施不到位而造成人員死亡受傷事件的發(fā)生。所以從安全角度而言，采用壓型鋼板方案更加合理。

（圖片由樂上樓承板提供）

Ø 優(yōu)越的施工的簡單便捷性 采用壓型鋼板方案，尤其是使用閉口型壓型鋼板，其優(yōu)越的簡單便捷性施工，是被無數(shù)個工程實際所證明的，采用閉口型壓型鋼板，可以省卻鋪設板底鋼筋，無須支撐、無須拆模、可交叉作業(yè)，多樓層同時作業(yè)，大大提高施工速度，可以充分發(fā)揮鋼結構建筑施工快速的主要優(yōu)點，是采用鋼結構結構形式的必然選擇，否則鋼結構的施工進度快捷的特點將被完全抹殺。根據(jù)實際工程經(jīng)驗，采用閉口型壓型鋼板方案，每周可以安裝三層的樓板，（混凝土可以在壓型鋼板鋪設好后，可以同時澆筑幾層），而現(xiàn)澆支模方案每周只能澆筑一層（考慮到上一層的支撐必須支在下一層基本達到混凝土凝固后，而混凝土基本到強度的75%需要七天），這樣采用閉口型壓型鋼板方案的進度是采用現(xiàn)澆支模工法的三倍，那整體的無論對于超高層建筑，還是希望能夠跟早完工產(chǎn)生經(jīng)濟效益的鋼結構工廠而言，施工時間的節(jié)省可見一斑，而由此而給業(yè)主帶來的經(jīng)濟效益也是比較龐大的，尤其對于工業(yè)建筑而言，早一天開工生產(chǎn)的效益更是業(yè)主所關心的。壓型鋼板采用工廠化生產(chǎn)，工地干凈整潔，管理方便；而現(xiàn)澆支模工法則是現(xiàn)場作業(yè)，相對濕作業(yè)比較多。

 

    采用閉口板預留洞做法：

（樂上樓承板提供的施工圖片）

 采用閉口板預埋管做法：

Ø 良好的耐腐蝕性能 國家相關規(guī)范如《鋼－混凝土組合樓蓋結構設計與施工規(guī)程》（YB 9238-92）中對壓型鋼板材質(zhì)有如下規(guī)定。

第2.1.3條：組合樓板用壓型鋼板應采用鍍鋅卷板，鍍鋅層兩面總計275g/m2。

我司生產(chǎn)的壓型鋼板基材采用雙面鍍鋅總量為275g/m2的熱浸鍍鋅鋼卷，具有良好的耐腐蝕性能，能滿足建筑物使用階段的抗腐蝕要求，最大程度地保證建筑物的安全性。

二．鋼筋桁架的優(yōu)勢和劣勢：

鋼筋桁架作為一種新的建筑材料，自有它存在的優(yōu)勢和特點：

 

1. 它可以作為雙向板來適用，（另外一個方向另需配鋼筋），這樣在一些樓板為雙向板的工程中，它有了用武之地，也解決了閉口板僅僅作為單向板的問題。

 

2. 鋼筋桁架的無支撐跨距可以做得較大，這樣在一些跨距超過4.0米的工程中，比如一些跨距較大的公建上可以采用鋼筋桁架，經(jīng)濟性比閉口板更加有優(yōu)勢。

3. 鋼筋桁架對于一些荷載比較大的工程，比如荷載超過10KN/m2的工程更加有優(yōu)勢，比如一些廠房的荷載會比較大，這樣的工程選擇鋼筋桁架比較合適。

 

以上列舉了鋼筋桁架的優(yōu)勢和應用范圍，但是它亦有一些不能回避的或者致命的缺陷：

1. 在施工階段，鋼筋桁架的底模是主要首沖承重元件，底模上方的鋼筋桁架構成底模平板的加勁構件；底模和鋼筋桁架彼此之間的結合，有賴于腹桿和底模平板的焊接品質(zhì)。由于底模平板僅有0.4mm-0.5mm厚，焊接效果如何？不得而知（資料中未說明焊接方式以及強度）。是否頂?shù)米”舜碎g的拉拔及剪力？值得探討。

 

2. 鋼筋桁架并非斷面均勻組件，當反力（粱支座處，或臨時支撐支座處）的位置正好落在弱截面時，底模肯定會產(chǎn)生局部挫屈。

 

3. 鋼筋桁架在施工階段（不論是板簡支或連續(xù)跨），它的允許無支撐跨矩表肯定是按該公司自己計算的斷面系數(shù)分析出來的，而且所計算出來的各種不同型號及不同鋼筋尺寸的組合斷面系數(shù)也一定是假設底模和鋼筋桁架是“一體的”。

 

     綜合上述兩點問題，除非該公司曾做過多組的載重試驗來驗證所計算出斷面系數(shù)的可靠性，而且所做載重試驗的加載位置應是在底模上，而非鋼筋桁架上。

如下圖示：

4. 鋼筋桁架的施工鋪設較普通壓型板難得多，其自重太沉，工人搬運很不安全，安裝效率比較低。而由于鋼筋桁架的鋼筋密布，作為施工平臺而言，效果很差，其他工種施工比較困難，鋼筋綁扎也比較困難。 

5. 雨季施工.桁架模板鋼筋會有銹蝕，鋼筋除銹工作量不小。

 

6. 鋼筋桁架上面管線穿插比較困難，本工程若選用鋼筋桁架，要打到3.3m的無支撐跨度需采用TD3-90，高90mm，上面僅有30mm，扣掉保護層只有15mm ,則管線只能順著桁架方向鋪設，不能斜著鋪設，這樣會增加管線的用量，增加了成本。

7. 施工過程中進行模板上運輸，普通的壓型板經(jīng)簡單處理，就能進行方便運輸。

 

   另：鋼筋桁架目前剛剛使用不就，在技術上經(jīng)驗相對也比較少，加工速度慢，而且，鋼筋桁架運輸比較麻煩，運費比較貴，運量有限，是否可以滿足供貨進度？無卡槽式懸吊系統(tǒng)，只能采取傳統(tǒng)打脹栓的方式作吊點。而我司主做壓型鋼板，壓型鋼板成型機一次成型，加工速度比較快，能滿足大量的供貨需求，已做的大型工程和特殊工程比較多，經(jīng)驗相對比較豐富，工程中所能發(fā)生的一些技術工況，我司都有很好的處理方式。

 

項目舉例一：

 

項目名稱：石家莊北國——開元廣場

 

業(yè)主：河北開元房地產(chǎn)有限公司

 

設計：中國建筑西北設計院上海分院

 

施工：北京中鐵建設集團26項目部

 

項目概況：

原設計樓板采用杭蕭生產(chǎn)的鋼筋桁架，但在工程進行過程中，施工單位發(fā)覺鋼筋桁架的卸車和吊裝占用塔吊時間太長，（同樣大小打包的鋼筋桁架面積只有閉口型壓型鋼板的1/3，這意味著吊裝鋼筋桁架的塔吊利用率只有閉口型壓型鋼板的1/6），塔吊時間被占用，嚴重影響了其他施工工序的進行，同時，鋼筋桁架自重太沉，工人安裝費勁，在粱上人工搬運很不安全，安裝效率低，嚴重影響了工程進度，而且混凝土澆鑄后，板底漏漿現(xiàn)象嚴重，鑒于這種情況，業(yè)主要求設計改用閉口型壓型鋼板，從而大大加快了結構施工進度。

 

項目舉例二：項目名稱：南京錦盈大廈

業(yè)主：江蘇綠源置業(yè)有限公司

 

設計：東南大學設計院

 

施工：杭蕭安徽公司

 

項目概況：

 

   原設計樓板采用閉口板，鋼結構由杭蕭鋼構安徽公司來施工，杭蕭鋼構稱自家生產(chǎn)的鋼筋桁架可以代替閉口板，后來業(yè)主采納了杭蕭鋼構用鋼筋桁架代替閉口板的建議，由杭蕭鋼構來施工。該大廈共28層，在使用過程中，原定的進度計劃一拖再拖，已經(jīng)遠遠影響到鋼結構的吊裝，因為吊裝鋼結構的塔吊很大程度上用于安裝鋼筋桁架，而且安裝過程中，板底漏漿現(xiàn)象嚴重。因為是采用杭蕭自己生產(chǎn)的產(chǎn)品，杭蕭無法推卸責任，無法達到業(yè)主的進度要求，后來在和業(yè)主、設計方一起商量后決定從第十層改回用閉口板。

 

   以上兩個工程為前期選用鋼筋桁架，后期因為施工不便，工期拖沓而改成閉口板的鮮活的例子，還請業(yè)主慎重考慮，以免以蹈后轍。

 

三．經(jīng)濟比較

 

1．條件如下：（樓板厚度為120㎜，跨距為3.3米）。

 

1）鋼筋桁架樓承板選用TD3-90， 單價為94元/m2；TD2-90， 單價為91元/m2；TD5-170， 單價為120元/m2；

 

2）閉口型壓型鋼板選用YXB65-510、0.75厚，單價為85元/m2； YXB65-510、1.0厚，單價為110元/m2；

 

3）鋼筋桁架樓承板板面需另加一個方向附加鋼筋Ø8@150，鋼筋用量2.76kg/m2；閉口型壓型鋼板板面需另加兩個方向附加鋼筋Ø8@150，鋼筋用量5.52kg/m2； 

 

2．鋼筋桁架、閉口型壓型鋼板樓板造價：

項   目	型 號	用  量	單   價	均價(元/m2)	備注
鋼筋桁架樓承板	TD3-90	78664.74m2	94元/m2	96.14
鋼筋桁架樓承板	TD2-90	24101.47m2	91元/m2
鋼筋桁架樓承板	TD5-170	12246m2	120元/m2
現(xiàn)場附加鋼筋	/	2.76kg/m2	3000t/m2	8.28
總    計				104.42

 

項     目	型 號	用  量	單  價	均價(元/m2)	備  注
閉口板YXB65-510	0.75mm	102766.21m2	85元/m2	87.66
閉口板YXB65-510	1.0mm	12246m2	108元/m2
現(xiàn)場附加鋼筋	/	5.52kg/ m2	3000t/m2	16.56
依《高鋼規(guī)》,如果壓型鋼板雙面鍍鋅達到雙面275kg/m2,則可滿足防腐要求。
總   計				102.22

注：邊模、栓釘和混凝土兩種樓板基本一致，故在此不列出比較。

 

3．安裝費比較

 

根據(jù)我司長期使用這兩種材料施工經(jīng)驗來比較

序   號	項         目	安裝費	備      注
1	鋼筋桁架樓承板	30元/m2
2	閉口板YXB65-510	10元/m2

注：我司深圳騰訊大廈項目，兩種材料均有使用，以上價格為該項目價格。

鋼筋桁架的造價比閉口板的造價每平米多22元，本工程約100,000m2，則增加造價約22×100,000=2,200,000元，此筆費用不菲，也請業(yè)主慎重考慮。由于鋼筋桁架單位重量較重，施工過程需要用吊車，針對本項目跨距不是很大（未超過4米），所以不建議采用鋼筋桁架。

四．總結

    我們在選擇樓板系統(tǒng)時要從結構的安全性和建筑的整體性出發(fā)，綜合考慮。不僅樓板有足夠的平面剛度，減少樓板自重，有利于現(xiàn)場安裝方便及快速施工；還要衡量樓板體系的經(jīng)濟性，要看整個建筑物的綜合經(jīng)濟指標和使用功能帶來的附加效益。綜上所述，無論是經(jīng)濟性，還是施工便利性，閉口板在本工程中均鋼筋桁架更加適用。