第三代钢筋桁架楼承板

背景：20世纪末，随着钢结构建筑的不断发展，传统现浇板的施工速度明显跟不上钢柱和钢梁的施工速度。影响整个结构的工程进度。同时，由于现浇板的施工仍需要大量的模板和脚手架，与钢结构的现场施工管理要求有很大的偏差，导致整个施工环节不匹配。

在此基础上，工程师们开发了一种可以提供施工平台的压型钢板开口板，作为地板的永久模板，发展迅速。

1.材料、板型

1.1.材料:镀锌冷轧钢板，双面镀锌量不低于275g/m厚度不小于0.5mm，屈服强度不小于3000Pa。

1.2.板型:开口型、闭口型、缩口型

国内生产的非组合地板多为开口板，肋高76mm，不同宽度不同，钢板利用率低，有的厂家可以生产闭合板和缩合板，但只用于模板，属于非组合压型钢板。

1.3.较小楼板厚度:压型钢板肋以上混凝土厚度必须保证800mm以上。

2.受力特性及计算

2.1.应力：仅作为施工阶段的模板，属于永久模板，只计算施工阶段的应力，在使用阶段不参与结构应力。不考虑防火措施，但地板整体厚度必须符合规范要求（防火要求），即压力钢板肋上部混凝土厚度必须达到80mm。

2.2.计算:非组合地板可用PKPM软件计算，但里面只有开板类型，可以单独计算地板，对于一些大型压力钢板制造商有技术标准可供选择。

3.优缺点

3.1.优点：

3.1.1.国内应用早，国家规范，施工经验丰富，生产快。

3.2.缺点：

3.2.1.板肋高，地板结构层厚度大，降低了建筑净高，直接增加了建筑整体成本。

3.2.2.地板下表面波浪形，地板底部不均匀，不美观，地板双向刚度不一致，抗震性能差，酒店、住宅等项目必须做天花板

3.2.3.钢筋绑扎繁琐，钢筋间距不易保证。下应力钢筋需现场手工焊接，效率慢，保护层厚度不易控制。

3.2.4.单向板设计只能通过增加整体钢板厚度来满足大跨度地板施工阶段的应力，造成材料浪费；双向板施工不便，必须牺牲肋高以下的混凝土和板厚。

3.2.5.管道敷设施工时，必须在板肋上部放置垂直和板肋敷设，板厚较小的地板会影响上部钢筋施工空间。

3.2.6.单板虽然价格低廉，但由于施工繁琐，需要大量劳动力，但综合成本高，经济效率低。

3.2.7.目前已有二代、三代钢楼承板产品，市场萎缩，主要用于工厂等项目，属于即将淘汰的产品。

背景：20世纪90年代初末是多高层钢结构建设的高峰期，也是材料技术和建筑技术进入高科技阶段的体现。普通开口板的出现解决了与钢结构相匹配的施工问题。但由于材料价格高，镀锌钢板在使用阶段不考虑替代应力钢筋的作用。地板上混凝土和钢筋材料的用量与现浇板基本持平或略高。因此，普通开口板的整体价格基本上是现浇楼板的1.6倍以上。

考虑到上述因素，工程师改进了普通开口板，并在镀锌钢板上增加了剪切槽，通过混凝土的握紧和包裹形成了两者的共同作用。板肋提供垂直刚度，通过板肋形状和剪切槽提供水平剪切承载力，必须确保地板承重板与混凝土紧密连接，通过调整厚度调整地板承重板刚度，使压力钢板参与地板应力，而不是下应力钢筋，从而节省混凝土中钢筋的用量。

1.材料、板型、有效宽度、展开宽度、钢板利用率、较小厚度、防腐寿命

1.1.材料:镀锌冷轧钢板，双面镀锌量不低于275g/m厚度不小于0.75mm，屈服强度不小于3000Pa。

1.2.板型:开口型、闭口型、缩口型

1.2.1.目前国内生产的压型钢板主要用作非组合地板。用作组合地板的压型钢板需要有特殊的齿槽或压痕，代表板型只有澳大利亚W、3W中国台湾省专家开口板、缩口板BD-40、BD-65闭口板等。

1.3.有效宽度、展开宽度、钢板利用率

第二代组合压型钢板

1.4.较小楼板厚度

1.4.1.在地板耐火1.5小时火1.5小时及防火涂料的要求下

1.5.防腐年限

根据英国标准，双面热浸镀锌板一般为275g/m在室内、干燥条件下，首次需要保护时间为22.5年。

2.受力特性及选型计算

2.1.应力特性作为组合压力钢板，在施工阶段作为模板，承担施工阶段的荷载。在使用阶段，钢板取代部分底部应力钢筋，并与现场配置的钢筋一起承担地板的重量和使用荷载。

2.2.选型计算组合压型钢板设计选型时，相关的弯曲、变形和承载力计算，可参考专业厂家提供的选型表，根据地板跨度、厚度和允许荷载，除地板重量外；现场附加钢筋为负弯矩钢筋、钢板本身提供的承载力不足、防火钢筋、分布钢网等。负弯矩钢筋和附加板底应力钢筋按混凝土设计规范设计，耐火钢筋和分布钢筋网按结构和经验配置。

3.优缺点

3.1.优点：

3.1.1. 压力钢板有特殊的齿槽或压痕，提高了与混凝土的附着力，可替代部分板底应力钢筋，在一定程度上节省了工期和劳动力成本。

3.1.2.对于闭口板，板底比开口板平整美观，双向刚度提高。

3.1.3.与第三代钢筋桁架模板相比，国内应用早于国家标准。

3.2.缺点：

3.2.1.2W、3W板肋高度限制了板厚和建筑净高度，不应用于高层和超高层建筑，板底呈波浪形，双向刚度不一致，抗震性能差，容易造成地板开裂。

3.2.2.压钢板设计取代板底受力钢筋时，火灾安全隐患较大。受力钢板处于火面，直接接触火焰，容易形成高温。一是削弱或消失高温钢板的强度；二是混凝土中的结晶水形成蒸汽，高压迫使钢板膨胀，钢板和混凝土滑动分离，钢板和混凝土不能一起工作，钢板替代应力钢筋的作用立即消失，地板受力损坏。

3.2.3.第二代组合压力钢板火灾后无法修复：一是钢板高温后，材料变化、强度和延性变化；二是钢板与混凝土分离后，粘结接触面损坏，钢板不能与凝固混凝土粘结；三是钢板防腐涂层高温氧化损坏，施工困难。特别是闭合板肋几乎是闭合结构，无法修复。

3.2.4.现场钢筋绑扎繁琐，钢筋间距和混凝土保护层厚度难以控制。短钢筋应在现场焊接以控制保护层。垫块施工质量难以保证。

3.2.5. 单向板设计只能通过增加整体钢板厚度来满足大跨度地板施工阶段的应力，造成材料浪费；双向板施工不便，必须牺牲肋高以下的混凝土和板厚。

3.2.6. 管道敷设施工时，必须在板肋上部放置垂直和板肋敷设，板厚较小的地板会影响上部钢筋施工空间。

3.2.7.钢板具有防腐寿命要求，镀锌层厚度要求高，但会增加材料成本。施工过程中应对端部进行除锌处理，否则会影响螺栓钉的焊接质量。

3.2.8.螺栓钉穿透钢板和梁焊接后，焊点周围至少8mm内钢板和镀锌层将在高温下损坏，端钢板将逐渐腐蚀，螺栓钉将失去固定压力对钢板的作用，影响使用阶段压力钢板的锚固和与混凝土接触面的滑动，从而影响地板的实际承载能力。

3.2.9.由于其防火防腐缺陷，设计师一般会考虑在板底加防火钢筋(或温度钢筋，作为火灾发生或储备受力钢筋)，加上分布钢筋、支撑负钢筋等。，并在施工现场绑扎约50~70%的现场钢筋。施工繁琐，人工量大，综合成本高。

3.2.10.第三代钢地板承重板产品已应用，第二代组合压钢板市场逐渐缩小。对于防火防腐要求高的项目，加上设计师和业主的认可，将选择第三代钢地板承重板产品——钢桁架地板承重板。

4.代表厂家

4.1.来自澳大利亚的中国台湾专家

背景：随着多高层钢结构的快速发展，对工期提出了更高的要求，钢结构构件工厂的工业生产大大缩短了工期，地板施工方法是影响工期的重要因素。第一代和第二代压力钢板具有较高的板肋，必须解决建筑净高度降低、地板下表面不均匀、双向板设计和施工困难、钢筋绑扎繁琐、钢筋间距和混凝土保护层厚度控制差、耐火防腐缺陷严重等问题。第三代钢桁架楼板承重板不仅具有前两代钢楼承重板和现浇板的各种优点，而且具有自身的特点。充分发挥钢结构施工周期短、施工质量控制方便的优点，得到了市场的高度认可和**。

1.材料、板型、有效宽度、展开宽度、钢板利用率、较小厚度、防腐寿命

1.1.材料:镀锌冷轧钢板，双面镀锌量不低于120g/m厚度不小于0.5mm，屈服强度不低于26Pa。

1.2.板型：钢桁架地板承重板属于第三代钢结构支撑地板承重板，与普通非组合压力钢板和组合压力钢板板型有很大区别，是工厂混凝土地板应力钢筋加工成钢桁架，然后与压力钢板电阻点焊为一体的钢地板承重板产品。钢桁架采用高频电阻点焊组合，形成结构稳定的三角形桁架，底部压力钢板肋明显减少，只有2mm，几乎等于平板。

1.3.有效宽度、展开宽度、钢板利用率

1.4.较小楼板厚度

1.4.1.第三代钢筋桁架楼板较小厚度为100mm无刷防火涂料时，耐火时限为1.68小时，满足地板防火要求。

1.5.防腐年限

1.5.1.钢桁架楼板的防腐性能与传统现浇混凝土楼板相同，满足设计使用寿命要求。底部镀锌钢板不参与底部应力，不影响防腐寿命。相反，镀锌钢板具有一定的防腐性能，对底部混凝土起到保护作用，防腐寿命优于传统现浇混凝土地板。

2.受力特性及计算

2.1.受力特点

2.1.1.作为较新一代钢楼承重板，其应力模式更加合理，施工阶段的强度和刚度不再仅仅依靠钢板。

2.1.2.施工阶段的强度和刚度由受力更合理的钢桁架提供。

2.1.3.在使用阶段，钢桁架和混凝土一起工作。

2.1.4.镀锌底板仅作为施工阶段的模板，不考虑结构应力，但钢板的存在增加了地板的刚度，提高了地板下部混凝土的应力性能。

2.2.选型计算

2.2.1.钢桁架混凝土地板可根据工程情况设计为单向板或双向板，无需遵守地板长边与短边的长比，但设计为单向板时，应在长边方向布置足够数量的结构钢筋。

2.2.2.在混凝土地板从浇筑混凝土到设计强度的过程中，计算施工和使用两个阶段。

2.2.3.使用阶段必须计算四个部分地板正截面承载力、板底应力钢筋应力控制、支撑裂缝控制和挠度。

2.2.4.为方便设计师在设计过程中快速简单地选择合适的钢桁架地板承重板型号，请参考设计选择表。表中的模板型号包括常用的型号TD1~TD7系列桁架高度范围为70mm~170mm所有型号的相应地板结构层厚度范围为100mm~200mm。在检查表格时，可以根据地板的厚度和跨度检查相应的型号和增加的负筋，除了地板重量的附加使用荷载。

3 优缺点

3.1.1.弥补了第一代和第二代压型钢板的缺陷，并具有自身的特点优势：

3.1.1.1.受力模式合理，地板整体性能优越，施工方便，环保，工期有**；

第三代钢桁架楼板采用钢桁架与镀锌底板相结合的方式，使地板的整体应力性能相当甚至优于传统的现浇钢筋混凝土地板。

与传统的现浇混凝土地板相比，消除了模具支撑、模具拆卸、钢筋绑扎等繁琐的施工工艺，大大提高了地板的施工速度，特别是对高层建筑，为项目的整体进度提供了一定的保证。

3.1.1.3.保证钢筋间距和混凝土保护层厚度；

钢桁架采用进口设备自动焊接，上下弦与腹杆钢筋节点间距稳定，有效保证混凝土保护层厚度，方便施工，保证地板质量。

3.1.1.4.传统的应力结构、钢板不参与应力无防火防腐涂料，安全经济；

3.1.1.5.双向板设计施工简单，适用于大跨度地板；

设计成双向板时，只需在现场配置垂直桁架方向的应力和结构钢筋，下部钢筋可通过桁架放置在下弦钢筋上部。

当跨度较大的地板（如下图所示左侧，板跨6米）设计为双向板时，可增加地板厚度和桁架钢筋直径；或在跨度中设置临时支撑，可节省钢筋用量，降低成本。

3.1.1.6.钢板镀锌层合理，螺栓焊接质量可靠，端部无穿透焊，地板抗剪性增强；

钢桁架楼承板两端自带支撑竖筋，铺板阶段可与钢梁稳定焊接。

端螺栓钉可直接焊接在钢梁上，螺栓焊接质量不受钢板压力的影响。

支架竖筋与螺栓钉在使用阶段共同工作，抗剪作用增强。

3.1.1.7.以客户利益为出发点，综合成本低；

3.1.1.8.有特殊结构，可拆除底模，达到传统现浇混凝土楼板观感效果。对于不做吊顶项目，如酒店、住宅等可在浇筑完混凝土后将底模钢板拆除，经简单的砂浆抹灰，即可形成一半住宅、酒店的混凝土底板效果，即无需吊顶节省净空，又具有良好的观感效果，符合住户的传统观念需求。

3.1.1.9.技术领先，可在钢筋混凝土项目中应用，同类产品在国外应用广泛。

作为第三代钢楼承板，其应用领域已经延伸到钢筋混凝土项目中，因钢筋桁架楼承板的有利构造，端部自带竖向支座弯筋，使楼承板在铺设阶段端部可与混凝土梁良好稳固搭接，并在防漏浆、钢筋施工工期、单跨简支跨度、楼板钢筋与梁钢筋的锚固、楼板开洞处理、双向板施工都有很大优势。

3.1.1.10钢筋桁架楼承板可在坡屋面中应用，发挥无需支撑，无锡绑扎受理钢筋，施工无难度的优势。

3.1.1.11.产品类型多样、应用领域广泛。

目前为止，钢筋桁架模板已经在多层厂房、多高层钢结构办公、酒店、住宅建筑、超高层钢结构建筑、不规则楼面（圆形、椭圆、其它形状）钢结构建筑、降板结构、厚板结构、钢筋混凝土结构、钢筋桁架混凝土预制板等项目中得到应用，技术成熟，市场容量巨大。