通過某大型工程實例, 介紹鋼筋桁架混凝土現(xiàn)澆板在鋼結構建筑中應用的設計要點和施工技術, 對同類工程具有一定的參考作用。某博物館地下1層，地上5層，總建筑面積66927㎡，建筑高度44.75m，主體結構采用內置鋼管鋼筋混凝土剪力墻-鋼桁架外挑懸掛結構。

由于本工程采用大跨度懸掛結構體系，清華大學土木工程系的樓層減振體系研究結果表明，若采用壓型鋼板與輕質混凝土組合樓板，為減少人行荷載引起的樓板振動，就需布置大量的阻尼器，技術難度較大。

此外，3層以上各層模板安裝作業(yè)面高度均在5m以上，最大達23m，屬于超高空作業(yè)，因此3層以上樓板采用能雙向受力、剛度較好的自帶鋼筋桁架式壓型鋼板與普通混凝土組合樓板。

一、鋼筋桁架樓承板的構造及特性

1、結構構造

鋼筋桁架樓承板是將混凝土板中的鋼筋與施工模板組合為一體，組成一個在施工階段能承受濕混凝土自重及施工荷載的承重構件，并作為鋼梁的側向支撐；在使用階段鋼筋桁架與混凝土共同工作，承受使用荷載。

2、使用材料

⑴鋼筋：上下弦采用成盤供應的熱軋鋼筋HPB235、HRB400或冷軋帶肋鋼筋550級；腹桿采用成盤供應的冷軋光圓鋼筋550級或650級；桁架支座鋼筋用熱軋鋼筋HPB235或HRB335。

⑵鍍鋅鋼板：底模采用0.5mm厚的鍍鋅鋼板，雙面鍍鋅量為120~180gm/㎡。

⑶栓釘：為了使混凝土與鋼梁能有效地連接成整體，在鋼梁上設置了栓釘，采用專用栓釘機進行施工。鋼筋桁架樓承板橫斷面如圖所示。

鋼筋桁架樓承板橫斷面示意圖

3、施工特性

與以往的施工方法不同，在施工現(xiàn)場可直接將鋼筋桁架樓承板鋪設在鋼梁上，然后進行簡單的鋼筋工程，便可澆筑混凝土。使用該模板不需架設木模及腳手架，底部鍍鋅壓型鋼板僅作為模板使用，不替代受力鋼筋，故不需考慮防火噴涂及防腐維護等問題，因而施工快捷，可減少現(xiàn)場鋼筋綁扎工作量約70%，縮短工期并節(jié)省成本。此外，鋼筋排列均勻，上下兩層鋼筋間距及混凝土保護層厚度能充分得到保證，為提高樓板施工質量創(chuàng)造了有利條件。

二、鋼筋桁架樓承板的受力特點

1、樓板的撓度

普通的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，施工階段因下部支模故基本不產(chǎn)生撓度，待混凝土達到一定強度后拆模，在自重作用下樓板下?lián)?，板底混凝土產(chǎn)生拉力甚至出現(xiàn)裂縫。鋼筋桁架混凝土樓板則根據(jù)臨時支撐的設置情況分別如下：

⑴設置臨時支撐：與普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板基本相同；

⑵不設臨時支撐：混凝土凝固前，模板自重、混凝土重量及施工荷載全部由鋼筋桁架承受，混凝土凝固在鋼筋桁架樓承板變形下進行，樓板自重不會使板底混凝土產(chǎn)生拉力。

2、樓板的承載力

在使用階段，鋼筋桁架上下弦鋼筋與混凝土共同工作，此樓板與鋼筋混凝土疊合式樓板具有相同的受力性能，雖然受拉鋼筋應力超前，但其承載力與普通鋼筋混凝土樓板相同。

三、鋼筋桁架樓承板的設計要點

混凝土從澆筑到達到設計強度的過程中，樓板受力明顯不同，故應進行使用及施工兩階段的計算。

1、使用階段

包括樓板的正截面承載力計算、樓板下部鋼筋應力控制驗算、支座裂縫控制驗算以及撓度驗算等。樓板正截面承載力按GB50010-2002《混凝土結構設計規(guī)范》及JGJ95-2003《冷軋帶肋鋼筋混凝土結構技術規(guī)程》的有關規(guī)定進行計算。

2、施工階段

采用桁架模型，包括上下弦桿強度驗算、受壓弦桿和腹桿穩(wěn)定性驗算以及桁架撓度驗算等。

⑴當施工階段設有可靠的臨時支撐時，設計時不需進行施工階段驗算。

⑵當施工階段不設臨時支撐時，鋼筋桁架樓承板中桁架桿件內力及模板撓度采用桁架模型計算。此階段荷載包括鋼筋桁架樓承板自重、濕混凝土重量以及施工荷載。施工荷載采用均布荷載1.5kN/㎡和跨中集中荷載沿板寬為2.5kN/m中較不利者，不考慮二者同時作用。

c.桁架撓度

施工階段鋼筋桁架樓承板的最大撓度應按荷載的標準組合進行計算，撓度與跨度的比值應不大于1/180，且撓度最大值應不大于20mm。

3、計算實例

以本工程3層夾層板為例，鋼筋桁架樓承板計算結果見表1。

鋼筋桁架樓承板計算結果

四、鋼筋桁架樓承板施工技術

1、工藝流程

彈線→清板→吊運→布板→切割→壓合→側焊、端焊→留洞→封堵→驗收→栓釘→砌塊施工→布筋→埋件→混凝土澆筑及養(yǎng)護。

2、型材連接方法

⑴鋼筋桁架樓承板鋪設與鋼梁連接，板端頭與鋼梁熔透點焊，中間采用栓釘與鋼梁穿透熔焊；鋼筋桁架樓承板間用專用夾緊鉗咬合壓孔連接；端頭用專用鍍鋅邊模鋼板與鋼筋桁架樓承板或鋼梁點焊；典型連接方法如圖。

支座連接圖

⑵在鋼筋桁架樓承板與混凝土墻連接時，應加設角鋼，并用膨脹螺栓固定在混凝土墻上，如圖4。

樓板與混凝土墻( 柱) 連接

3、樓層標高的調整方法

⑴當樓面層結構標高變化不一時，采取加焊Z型支架及附加鋼筋措施，使水平結構呈臺階過渡，如圖a；

板面高差處節(jié)點圖

⑵降低標高時，在工字梁腹板加焊Z型支架和附加鋼筋，如圖b。

4、樓面留洞處理

混凝土樓面板預留孔洞，開洞直徑或寬度小于100mm時可不設加強筋，混凝土澆注完畢并達到設計強度后切割洞口；開洞直徑或寬度為100～1000mm時加設加強筋。

5、鋼桁架臨時支撐施工

部分鋼桁架模板中間需設置臨時支撐，可根據(jù)樓層高度采用多種不同高度的門式架搭設而成，門式架間距18m，上鋪100×100木枋，如圖。

鋼桁架臨時支撐示意圖

6、輕質加氣砌塊的放置

根據(jù)結構特點，為減少混凝土樓板的自重，板厚h≥140mm的板中需放置輕質加氣混凝土砌塊，其容重大于8kN/m3，強度等級不低于MU5，施工時每塊砌塊下均需加設支撐鋼筋26，如圖所示。

加氣磚鋪設平、立面圖

7、施工注意事項

⑴澆筑混凝土時布料不宜太集中，采用平板振搗器及時分攤振搗。

⑵混凝土澆筑時，在泵送開關處增設控制壓力流量表進行控制，防止較大的沖擊力和過量的混凝土對鋼樓承板結構造成影響；施工人員及設備應集中布置在主次梁部位，避免直接堆放在鋼板上和拖動而造成鋼筋桁架樓承板扭曲變形。

⑶施工時應控制混凝土坍落度為12~15cm，且因鋼筋桁架樓承板滲水性和透氣性較差，混凝土凝結過程中板面水氣蒸發(fā)較快，澆筑后混凝土板表面的收縮變形大于板底，故加強澆水養(yǎng)護能防止和減少板面收縮裂縫和保證混凝土實體強度。

⑷焊接采用熔透點焊連接，施焊前應準備邊角料引弧試焊，調整施焊電流。

⑸鋼筋桁架樓承板吊運時采用專用軟吊索，每次吊裝時應檢查其是否有撕裂、割斷現(xiàn)象；鋼筋桁架樓承板擱置在鋼梁上時應防止探頭；鋪料時操作人員應系好安全帶。

鋼筋桁架樓承板具有受力模式合理、施工便捷、安全可靠、耐火、防腐性能良好、綜合造價優(yōu)勢明顯等特點，具有非常良好的發(fā)展應用前景。