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压型钢板-组合楼板在砌体结构中的应用

范文

焦峙炜马雨粟陈强

摘要：随着我国建筑业的迅速發展，压型钢板-组合楼板已广泛应用于工业建筑与民用建筑领域当中。本文以某换热站为例，使用功能系数法对两种不同设计方案进行比选，展现了压型钢板-组合楼板较现浇混凝土楼板所具备的优势。

Abstract： With the development of the construction industry in China， the composite floor has been widely used in industrial and civil buildings. Taking the heat exchange station as an example， two different design schemes are compared to choose by using the function coefficient method， and shows the advantages of composite floor slab.

关键词：压型钢板-组合楼板;砌体结构;功能系数法

Key words： composite floor;masonry structure;function coefficient method

中图分类号：TU392.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2019）18-0165-03

1? 概念

压型钢板-组合楼板结构体系是指将压型钢板与混凝土组合成整体而共同工作的受力构件[1]。这种结构体系不但充分发挥了混凝土的抗压性能和钢材的抗拉性，还具有自重轻、抗震性能好、施工简便和经济效果显著等突出特点。根据其中的压型钢板是否与混凝土共同工作，可分为非组合楼板和组合楼板两类。

非组合楼板指仅作为混凝土楼板的永久性模板，并作为施工时的操作平台，不考虑参与结构受力的现浇混凝土楼板。非组合楼板中的压型钢板除满足施工荷载外，对板型无特殊要求，施工完成后，全部使用荷载均由混凝土承受。在结构层与构造层自重以及使用阶段的所有外荷载作用下按钢筋混凝土结构计算，按照《混凝土结构设计规范》进行设计与施工即可。

组合楼板指压型钢板除用作浇筑混凝土的永久性模板外，压型钢板作为组合楼盖的主要承重构件，在使用阶段还充当板底受拉钢筋，混凝土作为组合楼板形成平整的楼板承受分布荷载，即压型钢板与混凝土共同作用的现浇混凝土楼板。这种组合楼板中的压型钢板对板型有特殊要求，并且对耐久性和防火性也有要求。

压型钢板-组合楼板结构体系相对于传统现浇混凝土楼板，有如下特点：

①受力及抗震性能好。压型钢板-组合楼板体系能够将钢板与混凝土两种材料各自的优点充分发挥，其整体性、刚度、承载能力及抗震能力较传统的装配式楼盖或现浇楼盖都要好。

②施工工期短。其模板使用免除了支模工序与拆模工序，故能加快此分部工程的施工进度。另外，当钢梁上铺设完压型钢板后，其上可以直接浇筑混凝土或者作为其它工种的工作平台，各楼层可以同时施工，施工组织得当可以明显缩短施工工期。这种做法尤其适用于工业建筑及高层建筑，大大提高施工效率。

③有效利用建筑使用空间。施工中可以既利用压型钢板的肋槽间布置各种管线，并且可敷设保温、隔音、隔热、隔震等材料，改善楼（屋）面的工作性能;由于我国压型钢板的多样化发展，现生产出的彩色压型钢板可以省去吊顶等一系列装饰装修，不仅美观，而且减少造价[2]。

④自重轻，节省材料。组合楼板与现浇混凝土楼板相比，其承载能力较高。在相同荷载情况下，组合楼板的厚度要薄，所以能够减轻了楼板自身重量，同时也减小传递给钢结构梁柱的应力，使得地基基础的设计更为经济合理。压型钢板作为混凝土板中的受拉钢筋使用，节省了板底受力钢筋，可仅在楼板支座处设置构造筋，既节约了钢筋用量也减少了钢筋铺设及绑扎的工作量。

⑥与传统的木模板相比，压型钢板组合楼板施工时，由于采用压型钢板做底模板，减少木方及模板的使用量。在工业建筑中，各施工作业交叉施工多，采用压型钢板-组合楼盖极大了降低火灾发生率。

2? 工程实例

某大型企业职工家属区进行供热改造，需在此家属区内兴建换热站。换热站总建筑面积123.25m2，结构类型采用传统砖混结构，檐口高度4.8m。原有设计图纸中，屋盖采用现浇钢筋混凝土结构。根据施工单位测算，屋盖从支模、浇筑到拆模工期约为21天，具体如图1所示。

根据《2018山西省建设工程计价依据-建筑工程预算定额》，方案一的直接工程成本费用如表1所示。

由于开工时间较晚，工期较紧，若按原设计方案进行施工，则无法在规定时间内完成建设任务，住宅区的供暖时间将会被延迟。针对现场实际情况，监理工程师现场提出，将原有混凝土屋面更换为组合楼板屋面，减少支模及拆模时间，具体如方案二（图2）所示。

根据《2018山西省建设工程计价依据-建筑工程预算定额》，方案二的直接工程成本费用如表2所示。

由上面可知，方案一与方案二的单方造价分别为：

C方案一=643.75（元/m2）? ? C方案二=655.94（元/m2）

3? 方案比選

价值工程是一种把功能与成本、技术与经济结合起来进行技术经济评价的方法，即利用价值工程对多方案通过功能分析和成本分析进行价值分析，开展方案比选及优化，达到降低投资风险、提高方案可行性和经济性的目的，是重要的方案选择工具。

功能指数法是价值工程中一种方法，其又称相对值法。在功能指数法中，功能的价值用价值指数来表示，它是通过评定各对象功能的重要程度，用功能指数来表示其功能程度的大小，然后将评价动象的功能指数与相对应的成本指数进行比较，得出该评价对象的价值指数，从而确定改这对象，并求出该对象的成本改进期望值[2]。

针对所提的两种方案，拟采用价值工程中功能指楼法对这两个方案进行比选。首先确定以下五种功能，分别为F1=工期、F2=质量、F3=安全、F4=效果、F5=施工协同。根据实际情况，每个功能的满足程度得分如表3所示，五种功能的重要性为F1>F2=F3>F4=F5。

则采用（0-4）法，每个功能的权重如表3所示。

根据表3，表4，可以计算出方案一与方案二的功能加权得分为：

W方案一=8×0.350+8×0.225+9×0.225+9×0.1+10×0.1=8.525

W方案二=10×0.350+9×0.225+9×0.225+10×0.1+8×0.1=9.350

则两个方案功能的总加权得分为：

W总=W方案一+W方案二=9.350+8.525=17.875

两个方案的功能指数为：

F方案一=8.525÷17.875=0.477

F方案二=9.350÷17.875=0.523

两个方案的成本指数为：

E方案一=C方案一÷（C方案一+C方案二）=643.75÷（643.75+655.94）=0.495

E方案二=C方案二÷（C方案一+C方案二）=655.94÷（643.75+655.94）=0.505

终上，两个方案的价值指数为：

V方案一=F方案一÷E方案一=0.477÷0.495=0.963

V方案二=F方案二÷E方案二=0.523÷0.505=1.036>1

故 V方案二>V方案一，选择方案二进行施工。

在实际施工程中采用方案二（组合楼板）进行施工。整个施工现场由单一土建施工变成了多工种交叉施工，增加了现场管理与协调难度。尽管如此，方案二比方案一至少节约工期12（天）。特别是当钢梁铺设完压型钢板后，室内已经可以进行换热设备基础施工，为后续交叉作业创造了有利条件。在整个施工过程中，由于压型钢板的质量较为轻便，材料在堆放、运输及安装过程中都十分便捷和安全。施工完毕后，压型钢板在结构上可以直接作为顶棚，形式简洁美观，不需要再添加吊顶，减少了施工过程数量。

4? 结论

①通过工程实例分析，展示了压型钢板-组合楼板相对于传统混凝土楼板的综合优势。其不仅仅使得施工简便，同时优化了施工工期，不仅为业主带来了经济效益，更为社会带来了更多的公共效益。

②价值工程法是进行方案比选的重要方法之一。此案例分析评价的结果与项目的实际现状一致，再次证明了价值工程对施工方案的比选具有有效性及可靠性。它能从多个方面考虑施工方案的影响因素，对主要影响施工方案的因素进行分析评价，从而成功地选择出最佳施工方案。

参考文献：

[1]但泽义.钢结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2019：1522.

[2]但泽义.钢结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2019：1523.

[3]刘玉明.工程经济学[M].二版.北京：北京交通大学出版社，2014：306.

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