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，采用內筒外框鋼結構，混凝土樓的板厚度大部分為120mm，常規跨距最大約為3300mm，恒載為4.8KN/m²，活載為3.0KN/m²。

 一．閉口型壓型鋼板技術(shù)方案

    基于以上工程實(shí)際情況，樓板總厚120mm，跨距不大于3300mm，經(jīng)過(guò)我司計算建議：在無(wú)需臨時(shí)支撐的情況下，選用YXB65-170-510、0.75mm厚度的閉口板，屈服強度f(wàn)y≥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(shí)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(cháng)春、無(wú)錫等一二線(xiàn)城市被廣泛應用。譬如： 

    中央電視臺新臺址                北京                 超高層鋼結構

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    LG雙子星大廈                      北京                 超高層鋼結構

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    北京雪蓮大廈                       北京                 超高層鋼結構

    北京中石化大廈                   北京                 超高層鋼結構

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    北京中關(guān)村立方庭大廈         北京                 高層鋼結構

    上海平安金融大廈                上海                 超高層鋼結構

    上海新鴻基大廈                    上海                 超高層鋼結構

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    上海世茂國際廣場(chǎng)                上海                 超高層鋼結構

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    上海金融發(fā)展大廈                上海                 超高層鋼結構

    上海匯京國際廣場(chǎng)                上海                 超高層鋼結構

    上海信息樞紐大樓                上海                 超高層鋼結構

    上海中鐵Ⅱ號樓                    上海                 超高層鋼結構

    上海黃埔區155大樓             上海                 超高層鋼結構

    上海雅居樂(lè )大廈                    上海                 超高層鋼結構

    上海同盛大廈                       上海                  高層鋼結構

    天津國貿大樓                       天津                  超高層鋼結構

    天津津塔                              天津                  超高層鋼結構

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    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

    南京江蘇銀行總部大廈         南京                  超高層鋼結構

    南京中央廣場(chǎng)大樓                南京                  高層鋼結構

    長(cháng)春汽車(chē)博覽館大樓            長(cháng)春                   高層鋼結構

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

    石家莊開(kāi)元廣場(chǎng)                   石家莊                高層鋼結構

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    長(cháng)沙國金中心                       長(cháng)沙                   超高層鋼結構

 

 （以上為不完全統計）

 

 從以上高層、超高層的樓板系統選用來(lái)看，全部選用閉口板，可見(jiàn)閉口板對于辦公樓一類(lèi)的高層建筑是非常適用的，而且以上建筑的梁跨特點(diǎn)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(shù)經(jīng)濟性發(fā)揮的恰到好處，也就是說(shuō)這正適合用于閉口板。而閉口板的缺點(diǎn)卻是如果建筑物的次梁跨距超過(guò)4m，則需要選擇比較厚的鋼板，則成本上會(huì )增加不少。

2. 閉口型YXB65-170-510壓型鋼板，其主要優(yōu)點(diǎn)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(kāi)口15mm（用于懸吊系統），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剛度有較高要求（電算中通常假定為無(wú)限剛），樓板剛度只有通過(guò)增加板厚來(lái)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(huì )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(lèi)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(mǎn)足時(shí)，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(shí)，可滿(mǎn)足2.0小時(shí)耐火極限。

 

Ø 便利的懸吊系統YXB65-510在板底設置了卡槽，配合專(zhuān)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(diǎn)，避免事先預埋或事后鉆孔以及施焊等作業(yè)，對空調風(fēng)管、水噴淋管、強弱電橋架以及建筑平頂的懸吊提供了極大的便利及靈活性，同時(shí)造價(jià)較膨脹螺栓來(lái)的更為節省，而且不像使用膨脹螺栓那樣會(huì )破壞樓板內的管線(xiàn)。

（樂(lè )上樓承板提供的圖片）

Ø 平整的板底外觀(guān) 平整的頂面效果恰似刻意裝修的天花板（詳見(jiàn)我司提供之照片），在一些非必須吊頂的區域，提供了十分美觀(guān)的頂面效果，省卻吊頂的費用。

 

Ø 良好的安裝安全性  采用壓型鋼板方案，由于在施工過(guò)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(gè)安全的施工平臺，使施工人員在施工過(guò)程中在這個(gè)平臺上安全施工，避免安全隱患，在超高層工程中尤其重要。而使用現澆支模工法，因為需要高空作業(yè)而沒(méi)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(lè )上樓承板提供）

Ø 優(yōu)越的施工的簡(jiǎn)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(jiǎn)單便捷性施工，是被無(wú)數個(gè)工程實(shí)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(wú)須支撐、無(wú)須拆模、可交叉作業(yè)，多樓層同時(shí)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(diǎn)，是采用鋼結構結構形式的必然選擇，否則鋼結構的施工進(jìn)度快捷的特點(diǎn)將被完全抹殺。根據實(shí)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(shí)澆筑幾層），而現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(jìn)度是采用現澆支模工法的三倍，那整體的無(wú)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(chǎng)而言，施工時(shí)間的節省可見(jiàn)一斑，而由此而給業(yè)主帶來(lái)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(kāi)工生產(chǎn)的效益更是業(yè)主所關(guān)心的。壓型鋼板采用工廠(chǎng)化生產(chǎn)，工地干凈整潔，管理方便；而現澆支模工法則是現場(chǎng)作業(yè)，相對濕作業(yè)比較多。

 

    采用閉口板預留洞做法：

（樂(lè )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(guān)規范如《鋼－混凝土組合樓蓋結構設計與施工規程》（YB 9238-92）中對壓型鋼板材質(zhì)有如下規定。

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(mǎn)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(diǎn)：

 

1. 它可以作為雙向板來(lái)適用，（另外一個(gè)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(wèn)題。

 

2. 鋼筋桁架的無(wú)支撐跨距可以做得較大，這樣在一些跨距超過(guò)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(guò)10KN/m2的工程更加有優(yōu)勢，比如一些廠(chǎng)房的荷載會(huì )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(lài)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(shuō)明焊接方式以及強度）。是否頂得住彼此間的拉拔及剪力？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(shí)支撐支座處）的位置正好落在弱截面時(shí)，底�？隙〞�(huì )產(chǎn)生局部挫屈。

 

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

 

     綜合上述兩點(diǎn)問(wèn)題，除非該公司曾做過(guò)多組的載重試驗來(lái)驗證所計算出斷面系數的可靠性，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(huì )有銹蝕，鋼筋除銹工作量不小。

 

6. 鋼筋桁架上面管線(xiàn)穿插比較困難，本工程若選用鋼筋桁架，要打到3.3m的無(wú)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(xiàn)只能順著(zhù)桁架方向鋪設，不能斜著(zhù)鋪設，這樣會(huì )增加管線(xiàn)的用量，增加了成本。

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

 

   另：鋼筋桁架目前剛剛使用不就，在技術(shù)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(mǎn)足供貨進(jìn)度？無(wú)卡槽式懸吊系統，只能采取傳統打脹栓的方式作吊點(diǎn)。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(mǎn)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(shù)工況，我司都有很好的處理方式。

 

項目舉例一：

 

項目名稱(chēng)：石家莊北國——開(kāi)元廣場(chǎng)

 

業(yè)主：河北開(kāi)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(jìn)行過(guò)程中，施工單位發(fā)覺(jué)鋼筋桁架的卸車(chē)和吊裝占用塔吊時(shí)間太長(cháng)，（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(zhù)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(shí)間被占用，嚴重影響了其他施工工序的進(jìn)行，同時(shí)，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(jìn)度，而且混凝土澆鑄后，板底漏漿現象嚴重，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(jìn)度。

 

項目舉例二：項目名稱(chēng)：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(xué)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(lái)施工，杭蕭鋼構稱(chēng)自家生產(chǎn)的鋼筋桁架可以代替閉口板，后來(lái)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(lái)施工。該大廈共28層，在使用過(guò)程中，原定的進(jìn)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(guò)程中，板底漏漿現象嚴重。因為是采用杭蕭自己生產(chǎn)的產(chǎn)品，杭蕭無(wú)法推卸責任，無(wú)法達到業(yè)主的進(jìn)度要求，后來(lái)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(gè)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(jià)為94元/m2；TD2-90， 單價(jià)為91元/m2；TD5-170， 單價(jià)為120元/m2；

 

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

 

3）鋼筋桁架樓承板板面需另加一個(gè)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(gè)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(jià)：

項   目	型 號	用  量	單   價(jià)	均價(jià)(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
現場(chǎng)附加鋼筋	/	2.76kg/m2	3000t/m2	8.28
總    計				104.42

 

項     目	型 號	用  量	單  價(jià)	均價(jià)(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
現場(chǎng)附加鋼筋	/	5.52kg/ m2	3000t/m2	16.56
依《高鋼規》,如果壓型鋼板雙面鍍鋅達到雙面275kg/m2,則可滿(mǎn)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

 

根據我司長(cháng)期使用這兩種材料施工經(jīng)驗來(lái)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(jià)格為該項目?jì)r(jià)格。

鋼筋桁架的造價(jià)比閉口板的造價(jià)每平米多22元，本工程約100,000m2，則增加造價(jià)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(guò)程需要用吊車(chē)，針對本項目跨距不是很大（未超過(guò)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時(shí)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，有利于現場(chǎng)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(gè)建筑物的綜合經(jīng)濟指標和使用功能帶來(lái)的附加效益。綜上所述，無(wú)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。