4.2 钢筋混凝土楼板

钢筋混凝土楼板根据施工方法不同可分为现浇式、装配式和装配整体式三种。现浇钢筋混凝土楼板整体性好、刚度大、利于抗震、梁板布置灵活、能适应各种不规则形状和需留孔洞等特殊要求的建筑,但模板材料的耗用量大,施工速度慢。装配式钢筋混凝土楼板能节省模板,并能改善构件制作时工人的劳动条件,有利于提高劳动生产率和加快施工进度,但楼板的整体性较差,房屋的刚度也不如现浇式的房屋刚度好。一些房屋为节省模板,加快施工进度和增强楼板的整体性,常做成装配整体式楼板。

4.2.1 现浇钢筋混凝土楼板

现浇钢筋混凝土楼板一般为实心板,现浇楼板还经常与梁一起浇筑,形成现浇梁板,现浇楼板常见的类型有板式楼板、肋梁楼板、井字梁楼板和无梁楼板等。

1.板式楼板

板式楼板是直接支承在墙上、厚度相同的平板。楼板上荷载直接由板传给墙体,不需另设梁。对于小开间的房屋(如住宅、宿舍等)采用较多。

板的厚度单向板和双向板

2.肋梁楼板

当房间开间、进深尺寸较大时,如果仍然采用板式楼板,必然要加大板的厚度、增加板内配筋,使楼板自重加大,并且不经济,在此情况下可在适当位置设置肋梁,形成肋梁楼板。肋梁楼板依据其受力特点和支承情况又可分为单向板肋梁楼板、双向板肋梁楼板(井式楼板)。

由单向板及其支承梁组成的楼板,称为单向板肋梁楼板;由双向板及其支承梁组成的楼板称为双向板肋梁楼板。不设肋梁将板直接支承在柱上的楼板称为无梁楼板。

(1)单向板肋梁楼板 单向板肋梁楼板由主梁、次梁、板组成(图4-3)。主梁经济跨度一般为6~9m,截面高度为跨度的1/8~1/14,宽度为梁高的1/3~1/2;次梁的经济跨度(即主梁间距)一般为4~7m,截面高度为次梁跨度的1/28~1/12,宽度为梁高的1/3~1/2。

图4-3 肋梁楼板

板的经济跨度(即次梁的间距)一般为1.8~3.0m,板厚不小于其跨度的1/40,一般取70~100mm。板内受力钢筋沿短边方向布置(在板的外侧),分布钢筋沿长边方向布置(在板的内侧),受力与传力方式为楼板将所承受荷载传递给次梁、次梁将荷载传给主梁、主梁再将荷载传给柱或墙体。

单向板肋梁楼板具有构造简单、计算简便、施工方便、较为经济的优点,故被广泛采用。

(2)井式楼板 井式楼板适用于平面形状为方形或接近方形(长边与短边之比小于1.5)的房间。两个方向的梁可采取正放正交或斜放正交,梁的截面尺寸相同、等距离布置而形成方格,如图4-4所示。井式楼板梁的跨度可达30m,板的跨度一般为3m左右。

井式楼板一般井格外露,能够显示结构所带来的自然美感,房间内不设柱,适用于门厅、大厅、会议室、小型礼堂等。

图4-4 井式楼板

a)正交式 b)斜交式

3.无梁楼板

无梁楼板是将板直接支承在柱和墙上,不设横梁,通常在柱顶设柱帽以增大柱对板的支承面积和减小板的跨度(图4-5)。无梁楼板顶棚平整,楼层净空大,采光、通风好,但楼板较厚,自重大,且不经济,多用于楼板上活荷载较大的商店、仓库、展览馆等建筑。柱网一般为间距不大于6m的方形网格,板厚不小于120mm。

图4-5 无梁楼板

4.2.2 装配式钢筋混凝土楼板

预制装配式钢筋混凝土楼板是将楼板在预制件加工厂或施工现场预制,然后在施工现场装配而成。这种楼板可节省模板,改善劳动条件,提高劳动生产率,加快施工速度,缩短工期,但楼板的整体性差。

预制楼板可分为预应力和非预应力两种。预应力钢筋混凝土构件能节约钢材、减轻自重,克服了普通混凝土的主要缺点,也为采用高强度材料创造了条件,因此应优先选用预应力构件。

1.预制钢筋混凝土楼板类型

常用的预制钢筋混凝土楼板,根据其截面形式可分为实心平板、槽形板和空心板等几种类型。预制钢筋混凝土楼板种类及构造特点见表4-1。

表4-1 预制钢筋混凝土楼板种类及构造特点

2.预制楼板的结构布置和连接构造

(1)结构布置 在进行楼板结构布置时,应先根据房间开间、进深的尺寸确定构件的支承方式,然后选择板的规格,进行合理的安排。

在结构布置时,应注意以下几点原则。

1)尽量减少板的规格、类型。板的规格过多,不仅使板的制作增加麻烦,而且施工也较复杂,容易出现安装错误。

2)为减少板缝的现浇混凝土量,应优先选用宽板,窄板作调剂用。

3)板的布置应避免出现三面支承情况,即楼板的长边不得搁置在梁或砖墙内,否则在荷载作用下,板会产生裂缝。

4)按支承楼板的墙或梁的净尺寸计算楼板的块数,不够整块数的尺寸可通过调整板缝或于墙边挑砖或增加局部现浇板等办法来解决。

5)遇有上下管线、烟道、通风道穿过楼板时,为防止因楼板开洞过多,应尽量将该处楼板现浇(图4-6)。

(2)空心板安装要求

1)堵头。空心板支点端的两端孔内应以混凝土填块、砖块或砂浆块填塞,避免端部被压碎。

图4-6 预制楼板穿管处理示例

2)坐浆。预制板直接搁置在砖墙或梁上时,应先在梁或者墙上坐M5水泥砂浆,厚度为20mm,在找平的同时,保证板的平稳,传力均匀。

3)搭接长度。预制板直接搁置在砖墙或梁上时,均应有足够的支承长度。支承于梁上时其搁置长度不小于80mm,支承于墙上时其搁置长度不小于110mm。

另外,为增加建筑物的整体刚度,板与墙、梁之间或板与板之间常用钢筋拉结,拉结程度随抗震要求和对建筑物整体性要求不同而异,各地有不同的拉结锚固措施,图4-7中的锚固钢筋的配置可供参考。

图4-7 锚固钢筋的配置

(3)板缝差的处理 由于平面设计尺寸以及构件尺度等不统一,实际进行板材排列时,难免会出现一些缝隙差,一般按照下列规则处理。

1)一般缝隙为20mm,并用细石混凝土灌缝。

2)缝隙在20~60mm时,将多余缝隙均摊到各板缝中,并用细石混凝土灌缝。

3)缝隙在60~120mm时,可以采用在非承重墙一侧挑砖的方法来弥补缝隙,此法简便易行,节省材料,但是结构安全性差,故采用较少。

4)缝隙在120~200mm时,通常采用现浇带来解决。

5)缝隙在200~400mm时,可更换板型或者调缝板来解决。

(4)板缝的构造处理 安装预制板时,为使板缝灌浆密实,要求板块之间离开一定距离,以便填入细石混凝土。对整体性要求较高的建筑,可在板缝配筋或用短钢筋与预制板吊环焊接(图4-8)。

图4-8 整体性要求较高时的板缝处理

a)板缝配筋 b)短钢筋与预制板吊环焊接

(5)楼板上隔墙的处理 预制钢筋混凝土楼板上设立隔墙时,宜采用轻质隔墙,可搁置在楼板的任何位置。若隔墙自重较大时,如采用砖隔墙、砌块隔墙等,则应避免将隔墙搁置在一块板上,通常将隔墙设置在两块板的接缝处。当采用槽形板或小梁搁板的楼板时,隔墙可直接搁置在板的纵肋或小梁上;当采用空心板时,须在隔墙下的板缝处设现浇板带或梁来支承隔墙(图4-9)。

图4-9 楼板上隔墙的处理

a)隔墙搁置于纵肋上 b)隔墙搁置于小梁上 c)隔墙下设现浇带 d)隔墙下设梁

(6)整浇层 为了减缓预制楼板在使用过程中的开裂,通常在板面上设置整浇层。一般做法为:现浇40~50mm厚细石混凝土,内部设置3@150或4@200的钢筋网片,网片位置中偏上。

4.2.3 装配整体式钢筋混凝土楼板

装配整体式楼板是将楼板中的部分构件预制,然后到现场安装,再以整体浇筑其余部分的办法连接而成的楼板,它兼有现浇和预制的双重优越性。

1.密肋填充块楼板

密肋填充块楼板的密肋形式包括现浇和预制两种(图4-10),前者是在填充块之间现浇密肋小梁和面板,其填充块有空心砖、轻质块或玻璃钢模壳等;后者的密肋常见的有预制倒T形小梁、带骨架芯板等,这种楼板有利于充分利用不同材料的性能,能适应不同跨度和不规则的楼板,并有利于节约楼板。

图4-10 密肋填充块楼板类型

a)空心砖现浇 b)玻璃钢壳现浇 c)预制小梁填充块

2.预制薄板叠合楼板

叠合楼板是预制薄板与现浇混凝土面层叠合而成的装配整体式楼板,分为普通钢筋混凝土楼板和预应力混凝土薄板两种。预应力混凝土薄板内配以刻痕高强钢丝作为预应力筋,同时也是楼板的跨中受力钢筋。在板面现浇混凝土叠合层,所有楼板层中的管线均事先埋在叠合层内,现浇层内只需配置少量的支座负弯短钢筋。它既省模板,又有较好的整体性。

预制钢筋混凝土薄板在施工时作为永久性模板承受施工荷载,而在结构施工完成后,也是整个楼板的组成部分。预制薄板底面平整,作为顶棚可直接喷浆或粘贴装饰顶棚壁纸。预制薄板叠合楼板适合于住宅、宾馆、学校、办公楼、医院以及仓库等建筑。

为了保证预制薄板与叠合层有较好的连接,薄板上表面需做处理,可以在上表面做刻槽处理,刻槽直径50mm,深20mm,间距150mm;也可以在薄板上表面露出较规则的三角形结合钢筋,如图4-11所示。

图4-11 叠合式楼板预制薄板表面处理

a)板面刻凹槽 b)板面露出三角形结合筋

现浇叠合层采用C20以上混凝土,厚度一般为70~120mm,叠合楼板的总厚度取决于板的跨度,一般为150~250mm,楼板厚度以大于或等于薄板厚度的两倍为宜,如图4-12所示。

图4-12 叠合式楼板

3.压型钢衬板组合楼板

压型钢衬板组合楼板实质上是一种钢与混凝土组合的楼板,这种结构是用凹凸相间的压型薄钢板做衬板与混凝土浇筑在一起,支承在钢梁上构成整体型楼板支承结构,主要适用于大空间、高层民用建筑及大跨度工业厂房当中。

压型钢衬板组合式楼板的整体连接是由栓钉(又称抗剪螺钉)将混凝土、压型钢板和钢梁组合成整体。栓钉是组合楼板的抗剪连接件,楼面的水平荷载通过它传递到梁、柱、框架,所以又称剪力螺栓。其规格、数量由楼板与钢梁连接处的剪力大小确定,栓钉与钢梁牢固焊接。栓钉可使混凝土、钢衬板共同受力,即混凝土承受剪力和压应力,衬板承受下部的拉弯应力,压型钢衬板起着模板和受拉钢筋的双重作用(图4-13)。

图4-13 压型钢衬板组合楼板

(1)压型钢衬板组合楼板的特点 压型钢板以衬板形式作为混凝土楼板的永久性模板,简化了施工程序,加快了施工进度。

钢衬板宽一般为500~1000mm,肋或肋高为35~150mm,板的表面除镀锌外,背面为了防腐可再涂一层塑料或油漆保护层。可利用压型钢衬板肋间的空隙敷设室内电力管线,也可在钢衬板底部焊接架设悬吊管道、通风管和吊顶棚的支托,从而充分利用了楼板结构中的空间。

(2)压型钢衬板组合楼板的构造 压型钢衬板组合楼板主要由楼面层、组合板和钢梁三部分组成,组合板包括现浇混凝土和钢衬板部分,组合楼板的跨度为1.5~4.0m,其经济跨度为2.0~3.0m之间。

组合楼板的构造形式较多,根据压型钢衬板形式的不同有单层钢衬板支承的楼板和双层孔格式支承的楼板之分,如图4-14所示。

图4-14 压型钢衬板的形式

a)槽形板 b)槽形板与平板形成孔格式衬板 c)肢形压型板 d)由两块槽形板形成孔格式衬板

钢衬板之间的连接以及钢衬板与钢梁的连接,一般是采用焊接、自攻螺钉、膨胀铆钉或压边咬接的方式,如图4-15所示。

图4-15 钢衬板与钢梁及钢衬板之间的连接方式

a)焊接 b)自攻螺钉 c)膨胀铆钉 d)压边咬接