钢框架结构中组合楼板的用钢量分析

中图分类号：TU318 文献标识码：A

0 引言

在国家各项政策的支持下[1]，装配式建筑的结构形式不断创新与发展，组合楼板在装配式建筑中也广泛应用。常用的组合楼板有压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板和叠合式楼承板[2]。

袁越[3]等根据实际项目，采用 YJK 软件，对比分析得出楼板的组合效应可提高结构刚度，且组合效应发挥的作用随楼板厚度的增大而相对减小。

李宗志等[4]采用ANSYS 对工程实例中的钢筋桁架楼承板进行 得出钢筋桁架楼承板中的横向钢筋对楼承板总体影响较小。米晟阳[2]通过试验研究和 杆的直径是影响施工阶段楼承板挠度的重要参数，混凝土强度、楼承板跨度、槽钢厚度、楼承板 桁架直径是影响使用阶段楼承板受弯承载力的重要因素。

目前对压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板和叠合式楼承板的研究主要集中在通过试验和有限元分析对其受力性能等方面的研究，对组合楼板在工程应用中的对比分析较少。本文将通过在不同楼板厚度、次梁布置工况下分别采用闭口型压型钢板组合楼板、开口型压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板，对比分析三种组合楼板的单位面积用钢量，为实际工程应用提供参考。

1 楼板选型

地上结构，取 5×5 跨 8.1m×8.1m 单层柱网。工况Ⅰ：楼面恒载 2.5kN/m2、活载 3.0kN/m2，楼板厚度 120mm；工况Ⅱ：楼面恒载6.0kN/m2、活载2.0kN/m2，楼板厚度150mm。在单、双道次梁两种布置方案中对比闭口型压型钢板组合楼板（BYZ）、开口型压型钢板组合楼板（KYZ）、钢筋桁架楼承板（LCB）的用钢量及混凝土用量。闭口型、开口型压型钢板组合楼板及钢筋桁架楼承板的形式如图1 所示。

2 工程量统计分析

经统计计算，闭口型压型钢板组合楼板、开口型压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板在不同板型、板厚、次梁布置中的单位面积用钢量如图 2 所示。

采用 YJK6.0.0 进行计算分析，混凝土强度 C30，钢梁钢柱采用 Q355，除钢筋桁架楼承板腹板钢筋采用CRB550 外，其余钢筋采用 HRB400。闭口型、开口型压型钢板组合楼板及钢筋桁架楼承板的规格参数如表1 所示。

楼板计算的边界条件在边缘梁处简支，内部梁处固接。楼板计算采用手册算法，控制施工阶段挠度不大于板跨的1/180 且不大于20mm、使用阶段挠度不大于板跨的 1/200，板顶允许裂缝0.2mm、板底允许裂缝0.3mm，满足承载力、最小配筋率及构造要求等。

表1 楼板参数

图2 楼板钢筋用量

由图2（a）～（d）可以看出，相同次梁布置与楼板厚度中： 开口型压型钢板组合楼板单位面积总用钢量最小，闭口型压型钢板组合楼板、钢筋桁架 别多 2%～36% 、 8%～36% ；不同型号的闭口型压型钢板组合楼板、开口型压 量差异较小；不同型号的闭口型、开口型压型钢板组合楼板用钢量差异主要源于钢板用 钢量；钢筋桁架楼承板用钢量差异主要源于桁架钢筋用量。

取相同厚度、次梁布置、类型，不同型号楼板的各部分用钢量的均值作为此类型楼板的用钢量，对比图 2（a）和（c）、（b）和（d）可以 ，且增加速率为：双道次梁布置>单道次梁布置，双道次梁布 >闭口型压型钢板组合楼板；单位面积总用钢量随楼板厚度 要来源于钢板用钢量、支座钢筋用量，开口型压型钢板组合楼 筋用量，钢筋桁架楼承板在单、双道次梁布置中分别主要来源于桁架钢筋 筋用量和板底钢筋用量。

对支座、钢板、桁架、板底在不同类型楼板中单位面积用钢量进行统计，各部分在单位面积总用钢量中的占比如图3 所示。

图 3 楼板钢筋用量占比

由图 3 可以看出，闭口型、开口型压型钢板组合楼板用钢量由支座钢筋用量和钢板用钢量组成，且两种类型楼板中各部分用钢量占比数值相近、 钢筋用量；相同楼板厚度时，开口型压型钢板组合楼板双道次梁布 次梁布置时，不同楼板厚度用钢量占比差异较小。钢筋桁架楼承板用 筋用量、板底钢筋用量组成，占比由大到小依次为：桁架、钢板、支座、 筋与板底钢筋用量之和占总用钢量的 25%～28% 。

3 结论

通过在不同荷载、楼板厚度、次梁布置工况下分别采用闭口型压型钢板组合楼板、开口型压型钢板组合楼板、钢筋桁架楼承板，对比分析得出以下结论：

（1）楼板单位面积用钢量，钢筋桁架楼承板：闭口型压型钢板组合楼板：开口型压型钢板组合楼板=（1.02～1.36）：（1.08～1.36）：1.00；

（2）钢筋桁架楼承板的施工装配率高于闭口型、开口型压型钢板组合楼板；闭口型压型钢板组合楼板与开口型压型钢板组合楼板的施工装配率相近。

实际应用中可结合工程实际，综合考虑建筑结构形式、功能布局、场地条件、经济技术指标等因素，选择适合的楼板类型。

参考文献

[1] 陈伟.装配式建筑政策文件解读和发展情况（2023）[EB/OL].

[2] 米晟阳. 新型装配式楼承板两阶段力学性能研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨

[3] 袁越，陶修，谭继可，等. 考虑组合效应对钢结构厂房刚度性能影响分析[J]. 结构工程师，2023，39（1）：30-38.

[4] 李宗志，王东，邓成邦，等. 横向钢筋对钢筋桁架楼承板的影响研究[J]. 中国水运，2020（7）：155-157.