姚忠
上海宝钢建筑工程设计有限公司 上海 201900
2摘要：本文结合国内装配式建筑的发展现状，系统梳理了目前国内装配式钢结构建筑中常用的装配式楼板类型，详细分析了压型钢板混凝土楼板、钢筋桁架楼承板、SP板、预制装配式混凝土叠合板、轻钢龙骨楼板和蒸压加气混凝土楼板、集成模块楼板等本身的技术特性和在工程应用中的优点及不足，并总结了装配式楼板研发及创新的思路，以期为装配式楼板及装配式钢结构建筑的研究及应用提供参考。
关键词：装配钢结构建筑；装配式楼板；金属楼承板；叠合楼板；集成楼板
20 前言
2当前，装配式钢结构建筑，作为装配式建筑的主流体系之一，在国内进入了研究及工程实践的快速发展阶段。量大面广的楼板，对于结构安全、功能及建筑品质具有重要影响。突出表现为对建筑的楼层净高、造价、施工速度及防水、隔声、美观等均有较大的影响，进而增加了楼板技术创新及应用的难度，而装配式楼板还需考虑产业链上企业及技术的融合，进一步增加了开发难度，因此，实际楼板技术的创新多是改进型创新，鲜有颠覆性创新。
根据《装配式建筑评价标准》（GB T51129-2017）的规定，可认定为装配式楼板的主要情况有预制装配式叠合楼板、金属楼承板（压型钢板楼板、钢筋桁架楼承板等）等在施工现场免支模的楼（屋）盖体系。目前，在装配式钢结构建筑中，符合上述装配式楼板要求的常用配套装配式楼板包括压型钢板混凝土楼板、钢筋桁架楼承板、SP板、预制装配式混凝土叠合板、蒸压加气混凝土楼板、轻钢龙骨楼板和集成模块楼板等。以下将结合目前研究及工程应用情况，对上述楼板进行系统的技术分析，以期为装配式楼板及装配式钢结构建筑的研究及应用提供参考。
21 金属楼承板
21.1 压型钢板混凝土楼板
2压型钢板混凝土楼板，根据压型钢板在使用阶段是否考虑其受力作用，可分为压型钢板组合楼板和压型钢板非组合楼板。压型钢板组合楼板是指将压型钢板与混凝土通过某种构造措施组合成整体而共同工作的受力构件。在楼层施工阶段，压型钢板起着模板作用；待混凝上硬结后，压型钢板又起着替代受拉钢筋的作用；压型钢板非组合楼板是指压型钢板仅当做永久性的模板使用，不考虑压型钢板使用阶段的受力作用，需要在混凝土板底配置受拉钢筋。
该种形式的楼板从国外引入时间较早，其技术已被较多的公司掌握，已有较完备的图集及标准支撑；该楼板的优点有：技术成熟，供应充足，运输堆放方便，施工中无需模板，施工快捷，有利于缩短工期；压型钢板的凹槽内可铺设通讯、电力、通风、采暖等管线；楼板整体性好。存在的不足有：楼板造价偏高；板底一般凸凹不平，需做吊顶，降低了楼层净高；无支撑跨度与经济跨度较小，钢次梁布置较多，影响楼层净高及功能布局；压型钢板参与使用阶段受力时，需做防火和防腐蚀处理。目前主要在多层和（超）高层的办公和商业建筑等公共建筑中应用较多，在居住建筑中应用较少。
21.2 钢筋桁架楼承板
2钢筋桁架楼承板，是在压型钢板砼楼板的基础上演化而来，其将能够承受荷载的钢筋桁架与其下方的压型薄钢板连接，组成一个在施工阶段能够承受湿砼及施工荷载的结构体系。在使用阶段，不考虑压型薄钢板的受力作用，钢筋桁架作为混凝土楼板的主要配筋，承受使用荷载。普通的钢筋桁架楼承板的钢筋桁架与下方的压型薄钢板焊接，压型薄钢板直接作为永久性模板使用；新一代的钢筋桁架楼承板采用可拆卸式的扣件连接，可在混凝土达到强度后拆除底部的压型薄钢板，便于压型薄钢板的循环利用，免去了遗留钢板的处理，进而可降低成本。
2该种楼板近几年在钢结构建筑中的应用发展较快，在获取了许多原本采用压型钢板楼板的市场的同时，开拓了不少居住建筑的市场。目前，也已具备较完善的图集及标准支撑[1]，国内的杭萧钢构、浙江锐博、行家楼承板、江苏元大等许多厂家均掌握了该项技术，其在装配式钢结构建筑中的应用基数较小，但增速较快。
2其优点在于：该种板生产机械化程度高，受力钢筋位置及混凝土保护层厚度得到可靠保证，现场钢筋绑扎工作量减少；现场不需支模，有利于控制工期。整体性好；压型薄钢板不参与使用阶段的受力，楼板达到强度后可拆下，无需考虑其防火问题；不拆除时，因压型薄钢板底面平整，不需要吊顶，比普通压型钢板楼板每层可增加楼层净高。
不足之处在于：与钢梁连接时，不仅压型薄钢板要与钢梁连接，还要处理好钢筋桁架与钢梁的连接，现场焊接量较大；底部垂直桁架方向的分布筋穿设工作量稍大；混凝土湿作业量大；用钢量和压型钢板相近，价格较高；常规板厚下，无支撑跨度较小；采用拆卸式模板时，其拆除后的板底面一般不够平整，通常还需要处理。
22 SP预应力(叠合)板
2SP板系引进美国SPANCRETE公司工艺流程、专利技术和SP商标使用权，在国外已应用数十年，我国自1993年首次引进。在我国生产的预应力砼空心板，最大允许跨度18m。本产品包括两个系列，即标准型SP预应力混凝土空心板（简称SP板）系列和非标准型SPD叠合预应力混凝土板（简称SPD板）。SPD板是将SP板顶面在生产时处理成凸凹不小于4mm的粗糙面后，与现浇混凝土叠合层粘结成整体而共同受力的板。
2SP板生产自动化程度高，产品质量优异，尺寸误差小（仅在1.5mm内)，外观质量好，可省去抹灰。SP板的孔芯为水滴形，增加了混凝土受压区面积的同时，减少了楼板的自重，并且孔芯模板可及早抽出而不会出现上面混凝土塌落。
2因其轻质、高强、跨度大的优势，该种楼板随着装配式建筑的快速发展，从过去几年的低迷（基本只在大型厂房、大跨商业等公共建筑应用）中，重获新生，无论在装配式钢结构建筑还是装配式混凝土建筑中均得到了一些实际应用，也有新的产线建成投产，已有的图集[2]也正在修订中。
2其优点在于：SP板采用C40以上高强混凝土及高强低松弛预应力钢绞线，使得该板具有轻质、大跨度、高载荷的特点，在大跨度、高载荷的建筑中适用SP板可大大减少建筑结构设计中承重墙体和梁柱的设置数量，在增加建筑结构设计灵活性的同时，还可降低建筑物的综合造价，性价比高。在高层建筑及强震地区，采用SPD板，在现浇混凝土层内布置分布钢筋和支座处负弯矩钢筋，使得楼盖形成一整体，大大增加了楼盖的承载力和刚度。SP板结构经受了多次大地震的考验，抗震性能良好，其同时还具有良好的防火和隔音性能。SP板的长度可根据设计者的要求任意切割，宽度也可裁剪，吊装速度快，吊上去的板可作为施工平台，施工方便，有利于缩短工期。
不足之处有：其经济跨度为6~12.6m，而住宅的常用开间比之要小，该板厚度相对较大，不经济；板缝对楼盖整体的平面内刚度有较大影响，缝宽需经特别设计，如处理不好会导致结构整体性差，层间侧移过大，不利于抗震。板缝处不易振捣密实，需加膨胀剂；生产线造价高，布点有限，导致其覆盖的经济适用区域有限。
23 预制混凝土叠合楼板
2预制混凝土叠合楼板，是指将楼板沿厚度方向分成两部分，底部是预制底板，上部后浇混凝土叠合层。配置底部钢筋的预制底板作为楼板的一部分，在施工阶段作为后浇混凝土叠合层的模板承受荷载，与后浇混凝土层形成整体的叠合混凝土构件。为住建部发布的《建筑业10项新技术（2017版）》中推广应用的新技术，目前在装配式混凝土建筑中得到了大量应用，在装配式钢结构建筑中多种形式的预制混凝土叠合楼板技术得到了较多应用，应用前景良好。
23.1 钢筋桁架混凝土叠合板
2目前，使用最广的混凝土叠合楼板是在预制底板上设置钢筋桁架[3]，既可以增加现浇层和叠合层的整体性，又可为吊装提供吊点，而更为重要的是其可以增加预制板的刚度，减少预制板下施工阶段的临时支撑；工程应用最多的是布置少量钢筋桁架的预制底板，其布置临时支撑的间距一般不大于1.8m；而无临时支撑楼板是解决楼板对钢结构施工速度制约的瓶颈问题的关键，宝钢建筑等企业开发并成功应用的无支撑钢筋桁架混凝土叠合楼板，改进钢筋桁架布置，使得钢筋桁架和预制底板组成共同受力的梁式单元，可实现楼板施工时无临时支撑的目标，其应用正逐渐增加。
该种楼板的优点有：免模板，免（少）支撑、免板底抹灰；现场湿作业少，钢筋绑扎量少；预制板工厂制作，质量有保证；现场施工速度快，且可实现多层同时施工（无支撑钢筋桁架混凝土叠合楼板）。
2该种楼板的也存在一些不足：标准化设计不充分时，会增加板型（含预留孔洞不同）数量，进而增加每平米造价；当无法现场预制时，造价受构件厂的运输半径影响较大；对预留洞口、预制板加工精度要求高，现场不易变化。
23.2 预应力混凝土叠合板
23.2.1 预制预应力平板底板混凝土叠合板
2预应力平板底板混凝土叠合板[4]，通过在普通混凝土叠合楼板的基础上施加预应力，使得钢筋用量可以减少，楼板的挠度减少，板底的开裂也可减少，但这种楼板存在板底拱度易不一致，必须设置临时支撑，不方便板上开洞，且生产、存放要求较高等不足，因此目前在装配式建筑中推广的也不是很好。
23.2.2 预制预应力带肋底板混凝土叠合楼板
2预制预应力带肋底板混凝土叠合楼板（简称PK板），是在传统预应力叠合板基础上，研发创新形成的一种新型楼板结构[5]，该叠合楼板的预制部分为预应力混凝土带肋薄板，肋上预留孔洞。施工时，将预制带肋薄板作为模板，可通过预制构件板肋孔洞配置横向非预应力钢筋，形成双向叠合板。
2该种叠合板肋孔洞内混凝土可形成“销栓作用”，同时因为板肋的存在加大了新旧混凝土的叠合面积和预制板刚度，使叠合面有更优越的抗剪能力，叠合效果好；预留孔洞内穿横向钢筋，能较好的实现双向受力，整体性好，有效地解决了板底两个方向的开裂问题。预制预应力带肋底板，适用跨度大（可达6m），现场施工时无临时支撑（跨度不大于3.6m）、无模板，施工方便，质量有保证，工期短。目前已颁布实施《预制带肋底板混凝土叠合楼板技术规程》（JGJ/T 258-2011)，有利地推动了其工程应用。不足之处有：该楼板不便于管线穿设、板上开洞不方便；采用预应力技术，生产成本及难度略高；预制带肋薄板在存放、吊装及运输时易碰损，且所占空间较大，运输存放成本略高。
24 蒸压加气混凝土楼板
2蒸压加气混凝土楼板[6]主要用在低层轻型钢结构建筑或钢结构夹层中，其采用轻质的蒸压加气混凝土板，具有装配率高、轻质环保、防火性能好、安装施工方便等优点，但存在板体较脆、板间及板与钢梁间的连接要求高、协调竖向受力构件的能力有限等不足。
25 轻钢龙骨板组合楼板
2轻钢龙骨板组合楼板[7]，目前主要用在低层冷弯薄壁型钢结构中，技术成熟。该楼板的优点是施工速度快，轻质，装配化程度高，运输安装方便，便于布设管线，用于低层建筑中较为方便。不足是：因防火及楼板平面内刚度等问题，在高层建筑的一般楼板中较难应用；且楼板占用净空高度较多，防振动性也不太好；造价也不低。
26 集成模块楼板
2将楼板、钢梁及管线集成到一起，形成一个整体模块，通过装配与竖向受力构件连接，是一种从宏观层面解决问题的思路。目前，远大可建、北京赛博思等单位依照这个思路进行了研究和应用。如远大可建所采用的楼板（图1）是集成了钢梁、节点和管线的整体装配式楼盖集成模块[8]。该种楼板集成化程度非常高，整体装配式楼盖模块在工厂生产，现场施工速度非常快，但是该种楼板的不足是用钢量非常大，造价高，厚度大，并且其目前主要配套的“断柱支撑体系”技术的合理性等也存在不少争议，其大面积推广应用还有待进一步的研究和实践。.jpg)
图1 集成模块楼板
27 小结及展望
2随着装配式钢结构建筑研究与实践的开展，很少的新型楼板涌现，更多的是在已有楼板基础上的不断改进升级，一方面是在现场施工方式上改进，如采用铝模及可拆卸与可重复利用的竹胶板模板、横向工具式临时支撑研发等；另一方面是在楼板本身上的改进研究，如带肋预应力叠合板、无支撑钢筋桁架混凝土叠合板等。可以说，以上所列的楼板都有其不可替代的领域，也在某些方面存在一些不足，随着装配式钢结构建筑研究和实践的不断推进，与之配套的装配式楼板技术也将不断创新升级，助力高质量装配式建筑的建设。
28 参考文献
2[1] CECS 273:2010. 组合楼板设计与施工规范[S].
2[2] 05SG 408. SP预应力空心板[S].
2[3] 15G366-1. 桁架钢筋混凝土叠合版（60mm厚底板）[S].
2[4] 06SG439-1. 预应力混凝土叠合板(50mm，60mm实心底板) [S].
2[5] JGJ/T 258-2011. 预制带肋底板混凝土叠合楼板技术规程[S].
22[6] 李志龙与程才渊, 蒸压加气混凝土楼板抗弯性能试验与有限元理论分析. 结构工程师, 2014(01): 第165-170页.
2[7] JGJ 227-2011. 低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程[S].
2[8] 张爱林与张艳霞, 工业化装配式高层钢结构新体系关键问题研究和展望. 北京建筑大学学报, 2016(03): 第21-28页.
2第一作者：姚忠，男，1965年出生，高级工程师
基金：2017年度国家重点研发计划课题：钢结构建筑全过程、全专业一体化系统集成建造技术与工程示范。（课题编号：2017YFC0703809）
论文作者:彭智姚忠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/24
标签：楼板论文; 叠合论文; 混凝土论文; 桁架论文; 钢筋论文; 型钢论文; 建筑论文; 《防护工程》2018年第13期论文;