一、樓承板的來源
樓承板,最早用於歐美國家和日本,從本世紀五六十年代,隨着這些國家的高層鋼結構建築的興起,樓承板被廣氾應用,也隨着中國的改革開放,而傳入中國。
國內最早(70年代末80年代初)開始加工樓承板的是中冶,即原先的冶金建築總院,開發的板型為YXB75-200-600開口壓型鋼板,(目前這種板型仍然在使用)當時,國內很少有生產樓承板,而且加工機器也比較少,當時可能是引進的日本的一些板型,主要為了建設寶鋼的需要,主要是從日本引進了一些設備和材料,以及後來引發的鋼結構廠房的大量建設,中間或有一些夾層的需要。
後來,80年後,一些國內高層鋼結構建築開始如雨后春筍般的出現,於是,一些新的板型逐漸的誕生了。
二、樓承板的發展
樓承板的板型迭代主要為:開口板——閉口板——鋼觔桁架樓承板。從這個意義上,看樓承板的曆史可能更加直觀。
1、開口樓承板
80年代末,一些歐美的板型開始進入中國大陸,這個當口是深圳的建設,如賽格廣場、地王大廈等等,均採用美國的2W、3W等板型,即後來的YXB51-305-915開口壓型鋼板、YXB76-305-915開口壓型鋼板,這些事參考了美國的鋼承板設計及加工標準,產品的成品也是進口而來,對於當時的中國建築界來說也算個新鮮事物。
開口樓承板作為鋼結構的重要配套產品,適應主體鋼結構快速施工的要求,能夠在短時間內提供堅定的作業平台,並可採用多個樓層鋪設壓型鋼板,分層澆筑混凝土板的流水施工。洲翔初期便引進多條鋼承板生產線,版型 、規格齊全、為各類型的建築結構提供配套產品。
開口樓承板國內應用較早,有國家規範,施工經驗豐富,生產製作快速。同時,也存在着一些缺陷,例如:
1.板肋較高,樓板結構層厚度大,使建築物淨高減小,直接導致建築整體成本增加。
2.樓板下表面呈波浪形,板底不平整、不美觀,樓板雙向剛度不一致,抗震性能差,對於酒店、住宅等項目必須做吊頂。
3.鋼觔綁紮繁瑣,鋼觔間距不易保証,下部受力鋼觔需要現場手工焊接短鋼觔,效率低下,保護層厚度不易控制。
4.單向板設計,只能通過增加整體鋼板厚度才能滿足較大跨度樓板施工階段受力,造成材料浪費;雙向板施工不便,必須犧牲肋高以下混凝土及板厚。
5.管線敷設施工時,垂直于板肋敷設管線須放置在板肋上部,對於板厚較小的樓板,管線施工空間國小,施工難度大,並會影響到上部鋼觔保護層厚度。
6.雖然單板的價格低廉,但是由於其施工繁瑣,所需人工量大,綜合造價反而偏高,經濟效率低。
2、閉口樓承板
考慮到一代樓承板存在問題,工程師改進了普通鋼樓承板,在鍍鋅鋼板上增加剪力槽,通過混凝土的握裹作用,形成兩者的共同作用。由板肋提供豎向剛度,通過板肋形狀 與抗剪槽提供水平抗剪承載力,必須保証樓承板與混凝土緊密連接,通過調整厚度以調整樓承板剛度,使壓型鋼板在使用過程中參與樓板的受力,代替下部受力鋼 觔,從而節省了混凝土中鋼觔的用量。
這種組合壓型鋼板有特殊齒槽或壓痕,提高了與混凝土的粘結力,可代替部分板底受力鋼觔,一定程度上節省了工期及勞動力成本。同樣,它們也存在着一些問題:
1.2W、3W板型板肋高,限制了板厚及建築物淨高,不宜在高層及超高層建築中應用,且板底呈波浪形,雙向剛度不一致,抗震性能差,容易造成樓板開裂。
2.壓型鋼板設計代替板底受力鋼觔時,存在極大的火災安全隱患,受力的鋼板處於迎火面,直接接觸火焰,極易形成高溫。一是使高溫鋼板強度減弱或消失;二 是混凝土中的結晶水形成蒸汽並高壓迫使鋼板鼓包,鋼板與混凝土將發生滑移和脫離,鋼板與混凝土無法再共同工作,鋼板代替受力鋼觔的作用也隨即消失,樓板在 受力的情況下將被破坏。
3.組合壓型鋼板火災后將無法修復:一是鋼板受高溫后,本身材質發生變化,強度及延性發生改變;二是鋼板與混 凝土脫離后,粘結接觸面被破坏,鋼板無法和凝固的混凝土在此粘結嵌固;三是鋼板的防腐蝕鍍層受高溫氧化破坏,需重新刷塗防腐塗料,施工困難。特別是閉口板 板肋為幾乎閉合構造,無法修復。
4.現場鋼觔綁紮繁瑣,鋼觔間距及混凝土保護層厚度不易控制,需現場焊接短鋼觔以控制保護層,採用墊塊時施工質量難以保証。
5.單向板設計,只能通過增加整體鋼板厚度才能滿足較大跨度樓板施工階段受力,造成材料浪費;雙向板施工不便,必須犧牲肋高以下混凝土及板厚。
6.管線敷設施工時,垂直與板肋敷設須放置在板肋上部,對於板厚較小的樓板會影響到上部鋼觔施工空間。
7.鋼板有防腐年限要求,鍍鋅層厚度要求高,但會增加材料成本。在施工時需對端部做除鋅處理,否則將影響栓釘焊接質量。
8.栓釘穿透鋼板與梁焊接后,焊點週邊至少8mm內鋼板及鍍鋅層將被高溫破坏,並以點帶面使端部鋼板被逐漸腐蝕,栓釘失去了固定壓型鋼板的作用,將會影 響使用階段壓型鋼板的錨固及與混凝土接觸面發生滑移,從而影響到樓板的實際承載能力。
9.由於考慮到其抗火及防腐方面的缺陷,設計師在設計時一般都會考慮在板底加配抗火鋼觔(或稱溫度鋼觔,作為火災發生或的儲備受力鋼觔),加上分布鋼觔、支座負觔等,在施工現場還需綁紮50~70%左右的現場鋼觔,施工繁瑣,所需人工量較大,綜合造價較高。
閉口板,目前仍被大量採用,並且已被規範和圖集所採納,而且也被眾多設計師所推崇, 的新板型,主要兩種BD65、BD40,即YXB65-185-555和YXB40-185-555(740),無論如何,從今天看來這兩種板型都可以算經典板型,尤其是YXB65-185-555閉口壓型鋼板,基本上現在樓承板廠家常備板型。其優點:完全可以用作壓型鋼板組合樓板來使用,可以做懸挂,樓板厚度比較薄,防火性能好。
3、鋼觔桁架樓承板
為解決 代與第二代鋼承板存在的諸多缺點,工程師開發出第三代鋼觔桁架樓承板。鋼觔桁架樓承板(英文TRUSSDUCK(簡稱TD)屬於第三代鋼結構配套樓承板,其構造與普通的非組合壓型鋼板及組合壓型鋼板的板型有較大區別,是將 混凝土樓板中的受力鋼觔在工廠中加工成鋼觔桁架,然後再與壓型鋼板電阻點焊為一體的鋼樓承板產品。鋼觔桁架採用高頻電阻點焊組合,形成結構穩定的三角桁 架,底部壓型鋼板板肋只有2毫米,幾乎等於平板。
作為 一代鋼樓承板,其受力模式更為合理,不再單純依靠鋼板提供施工階段強度及剛度。其施工階段強度和剛度由受力更為合理的鋼觔桁架提供。在使用階段,由鋼觔桁架和混凝土 一起共同工作。鍍鋅底板僅作施工階段模板作用,不考慮結構受力,但在正常的使用情況下,鋼板的存在增加了樓板的剛度,改善了樓板下部混凝土的受力性能。
鋼觔桁架樓承板的獨特構造,使其具備不同于傳統壓型鋼板的優勢:
1.受力模式合理、樓板整體性能優越,施工便捷、環保,工期有保証;
2.第三代鋼觔桁架樓承板採用鋼觔桁架與鍍鋅底板相結合的模式,使得樓板的整體受力性能等同甚至優于傳統的現澆鋼觔混凝土樓板。
3.相對於傳統的現澆混凝土樓板,免去支模、拆模、鋼觔綁紮等繁瑣的施工工序,極大提高了樓板的施工速度,特別是對於高層建築,對項目整體進度提供了一定的保証。
4.板底平整、淨高有保証,樓板雙向剛度一致、抗震性能好;
鋼觔桁架樓承板具有經濟、便捷、安全、可靠的特點。廣氾應用於多層廠房、多層、高層、超高層鋼結構樓宇、各種不規則樓面、混凝土結構、高速鐵路等結構和建築領域。