钢筋混凝土楼板构造的创新成果，可用于房屋建筑学

钢筋混凝土楼板按施工方式不同,有现浇钢筋混凝土楼板、预制装配式钢筋混凝土楼板和装配整体式钢筋混凝土楼板三种类型。

12.2.1 现浇钢筋混凝土楼板

现浇整体式钢筋混凝土楼板是在施工现场经过支模、扎筋、浇注混凝土等施工工序,再养护达一定强度后拆除模板而成型的楼板结构。由于楼板为整体浇注成型,结构的整体性强、刚度好,有利于抗震,但现场湿作业量大,施工速度较慢,工期较长。主要适用于平面布置不规则,尺寸不符合模数要求或管道穿越较多的楼面,以及对整体刚度要求较高的高层建筑。但随着高层建筑的日益增多,以及施工技术的不断革新和工具式钢模板的发展,现浇钢筋混凝土楼板的应用逐渐增多。

现浇钢筋混凝土楼板按其结构类型不同,可分为板式楼板、梁板式楼板、井式楼板、无梁楼板等,此外,还有压型钢板混凝土组合楼板。

12.2.1.1 板式楼板

将楼板现浇成一块平板,并直接支承在墙上,这种楼板称为板式楼板。板式楼板底面平整,便于支模施工,是最简单的一种形式,适用于平面尺寸较小的房间以及公共建筑的走廊。

楼板按其受力特点和支撑情况分为单向板和双向板。当板的长边尺寸l2与短边尺寸l1之比l2/l1>2时,在荷载作用下,绝大部分荷载沿l1方向传递,称为单向板,如图12.3(a)所示;当l2/l1≤2时,楼板荷载沿两个方向传递的值都不能忽略不计,称为双向板,如图12.3(b)所示。

图12.3 楼板的传力方式

(a)单向板;(b)双向板

12.2.1.2 梁板式楼板

当房间的跨度较大时,若仍采用板式楼板,会因板跨较大而要满足刚度要求增加板厚。这不仅使材料用量增多,板的自重加大,而且使板的自重在楼板荷载中所占的比重增加。为了使楼板结构的受力和传力更为合理,应采取措施控制板的跨度,通常可在板下设梁来增加板的支点,从而减小板跨。这时,楼板上的荷载传递路线为板→次梁→主梁→柱(或墙)。这种由单(双)向板和梁组成的楼板称为梁板式楼板(也称肋形楼板),如图12.4所示。

图12.4 梁板式楼板

12.2.1.3 井式楼板

对平面尺寸较大且平面形状为方形或近于方形的房间或门厅,可将两个方向的梁等间距布置,并除边梁外其他采用相同的梁高,形成井字形梁,无主梁和次梁之分,荷载传递路线为板→梁→柱(或墙),这种楼板称为井式楼板,如图12.5所示,它是梁板式楼板的一种特殊布置形式。

图12.5 井式楼板

(a)示意图;(b)正交正放梁格;(c)正交斜放梁格

12.2.1.4 无梁楼板

对平面尺寸较大的房间或门厅,也可以不设梁,直接将板支承于柱上,这种楼板称为无梁楼板,如图12.6所示。无梁楼板分为无柱帽和有柱帽两种类型,当荷载较大时,为避免楼板太厚,应采用有柱帽无梁楼板,以增加板在柱上的支承面积。当楼面荷载较小时,可采用无柱帽楼板。

图12.6 无梁楼板

12.2.1.5 压型钢板混凝土组合楼板

压型钢板混凝土组合楼板是利用凹凸相间的压型薄钢板做衬板与现浇混凝土浇筑在一起支承在钢梁上构成整体型楼板。又称钢衬板组合楼板。

压型钢板混凝土组合楼板主要由楼面层、组合板和钢梁三部分组成。组合板包括混凝土和钢衬板,此外还可根据需要吊顶棚,如图12.7所示。

图12.7 压型钢板组合楼板的组成

压型钢板混凝土组合楼板构造形式较多,根据压型钢板形式的不同有单层钢衬板组合楼板和双层钢衬板组合楼板之分。单层钢衬板组合楼板构造,如图12.8所示。双层压型钢板通常是由两层截面相同的压型钢板组合而成,也可由一层压型钢板和一层平钢板组成。采用双层压型钢板的楼板承载能力更好,两层钢板之间形成的空腔便于设备管线敷设,如图12.9所示。

图12.8 单层钢衬板组合楼板

图12.9 双层压型钢板楼板

12.2.2 预制装配式钢筋混凝土楼板

预制钢筋混凝土楼板是指在构件预制厂或施工现场外预先制作,然后在运到施工现场装配而成的钢筋混凝土楼板。这种楼板可节省模板,改善劳动条件,提高劳动生产率,加快施工进度,缩短工期,而且提高了施工机械化的水平,有利于建筑工业化的推广。但楼板的整体性较差。

预制装配式钢筋混凝土楼板按板的应力状况可分为预应力和非预应力两种。预应力构件与非预应力构件相比,可推迟裂缝的出现和限制裂缝的开展,并且节省钢材30%～50%,节约混凝土10%～30%,可以减轻自重,降低造价。

12.2.2.1 预制装配式钢筋混凝土楼板的类型

常用的预制装配式钢筋混凝土楼板类型有:实心平板、槽形板、空心板三种。

(1)实心平板。预制实心平板跨度较小,板上下表面平整、制作简单、隔声效果较差。一般用于跨度较小的房间或走廊。

实心平板的两端支承在墙或梁上,其跨度一般不超过2.4m,板宽多为500～900mm,板厚可取跨度的1/30,常用60～80mm,如图12.10所示。

图12.10 实心平板

(2)槽形板。槽形板是一种梁板合一的构件。肋设于板的两侧,相当于小梁,以承受板的荷载,为便于搁置和提高板的刚度,在板的两端常设端肋封闭,跨度较大的板,为提高刚度,还应在板的中部增设横肋。槽形板有预应力和非预应力两种。

由于楼面的荷载主要由板两侧的肋来承担,故槽形板的厚度较小,而跨度可以较大,特别是预应力板,一般槽形板的板厚约为25～30mm,肋高为150～300mm,板宽为500～1200mm,板跨为3～6m。

槽形板的搁置方式有两种:一种是正置,即肋向下搁置。这种搁置方式,板的受力合理,但板底不平,有碍观瞻,也不利于室内采光,通常需要设吊顶棚来解决美观和隔声等问题,也可直接用于观瞻要求不高的房间,如图12.11(a)所示。另一种是倒置,即肋向上搁置。这种搁置方式可使板底平整,但板受力不甚合理,材料用量稍多,且常需另做面板。为提高板的隔声能力,可在槽内填充隔声材料,如图12.11(b)所示。

图12.11 槽形板

(a)正槽形板;(b)反槽形板(www.xing528.com)

(3)空心板。钢筋混凝土楼板属受弯构件,楼面荷载作用后,板截面上部受压、下部受拉,中和轴附近应力较小,为节省混凝土、减轻楼板自重,将楼板中部沿纵向成孔而形成空心板。孔的断面形式有圆形、方形和长方形等,由于圆形孔制作时抽芯脱模方便且刚度好,故应用最普遍。空心板有预应力和非预应力之分,一般多采用预应力空心板。

空心板上下表面平整,隔声效果较实心平板和槽形板好,是预制板中应用最广泛的一种类型。但空心板上不能任意开洞,故不宜用于管道穿越较多的房间。

空心板的厚度一般为110～240mm,视板的跨度而定。常用板厚110mm、120mm多孔板,宽度为500mm、600mm、900mm、1200mm,跨度为2.4～7.2m,较为经济的跨度为2.4～4.2m,如图12.12所示。

图12.12 空心板

12.2.2.2 预制装配式钢筋混凝土楼板的结构布置与细部构造

1.板的布置

板的结构布置应综合考虑房间的开间与进深尺寸,合理选择板的布置方式。板的布置方式有两种:一种是预制楼板直接搁置在承重墙上,形成板式结构布置;另一种是预制楼板搁置在梁上,梁支承于墙或柱上,形成梁式结构布置。前者多用于横墙较密的住宅、宿舍、旅馆等建筑,后者多用于教学楼、实验楼、办公楼等较大空间的建筑物,如图12.13所示。

图12.13 板的结构布置

(a)板式结构布置;(b)梁板式结构布置

在进行板的布置时,一般要求板的规格、类型愈少愈好,如果板的规格过多,不仅给板的制作增加麻烦,而且施工也较复杂,甚至容易搞错。预制楼板是单向板,为不改变板的受力状况,在板的布置时应避免出现三边支承的情况,如图12.14所示。

图12.14 三边支承的板

2.板的细部构造

(1)板的搁置要求。当板在墙上搁置时,必须有足够的搁置长度,一般不宜小于100mm。为使板与墙有较好的连接,在板安装时,应先在墙上铺设水泥砂浆即坐浆,厚度不小于10mm,板端缝内须用细石混凝土或水泥砂浆灌实。若采用空心板,在板安装前,应在板的两端用砖块或混凝土堵孔,以防板端在搁置处被压坏,同时也可避免板缝灌浆时混凝土流入孔内。

板在梁上的搁置方式有三种:第一种是搁置在梁的顶面,如矩形梁,如图12.15(a)所示;第二种是搁置在梁出挑的翼缘上,如花篮梁,如图12.15(b)所示;第三种是搁置在十字梁,图12.15(c)所示。

图12.15

(a)板搁在矩形梁顶上;(b)板搁在花篮梁牛腿上;(c)板搁在十字梁挑耳上

后两种搁置方式,板的上表面与梁的顶面相平齐,若梁高不变,楼板结构所占的高度就比前一种搁置方式小一个板厚,使室内的净空高度增加。但应注意板的跨度并非梁的中心距,而是减去梁顶面宽度之后的尺寸。板搁置在梁上的构造要求和做法与搁置在墙上时基本相同,只是板在梁上的搁置长度应不小于80mm。

为了增加建筑物的整体刚度,可用钢筋将板与墙、板与板或板与梁之间进行拉结,拉结钢筋的配置视建筑物对整体刚度的要求及抗震要求而定,如图12.16为板拉结构造。

图12.16 板的拉结构造

(a)预制板端搁置在外墙上;(b)预制板端搁置在内墙上;(c)预制板与大梁拉接

(2)板缝的处理。板的接缝有端缝和侧缝之分。端缝的处理一般是用细石混凝土灌缝,使之相互连接,为了增强建筑物的整体性和抗震性能,可将板端外露的钢筋交错搭接在一起,或加钢筋网片,并用细石混凝土灌实。

板的侧缝起着协调板与板之间共同工作的作用,为了加强楼板的整体性,侧缝内应用细石混凝土灌实。板的侧缝一般有V形缝、U形缝和凹槽缝三种形式,V形缝和U形缝便于灌缝,但易开裂,连接不够牢靠,多在板较薄时采用;凹槽缝连接牢固,楼板整体性好,相邻的板之间共同工作的效果较好,但灌浆捣实较困难,如图12.17所示。

图12.17 侧缝接缝形式

(a)V形缝;(b)U形缝;(c)凹槽缝

在布置房间楼板时,板宽方向的尺寸(即板的宽度之和)与房间的平面尺寸之间可能会出现差额,即不足以排一块板的缝隙:当缝隙小于60mm时,可调节板缝(使其不大于30mm,灌C20细石混凝土);当缝隙在60～120mm之间时,可在灌缝的混凝土中加配2ϕ6通长钢筋;当缝隙在120～200mm之间时,设现浇钢筋混凝土板带,且将板带设在墙边或有穿管的部位;当缝隙大于200mm时,调整板的规格,或设现浇板带,或采用调缝板。

(3)楼板与隔墙。在楼板上需设置隔墙时,宜采用轻质隔墙,由于自重轻,可搁置于楼板的任一位置。若为自重较大的隔墙,如砖隔墙、砌块隔墙等,则应避免将隔墙搁置在一块板上,当隔墙与板跨平行时,通常将隔墙设置在两块板的接缝处,采用槽形板的楼板,隔墙可直接搁置在板的纵肋上,如图12.18(a)所示;若采用空心板,须在隔墙下的板缝处设现浇钢筋混凝土板带或梁来支承隔墙,如图12.18(b)、图12.18(c)所示。当隔墙与板跨垂直时,应通过结构计算选择合适的预制板型号,并在板面加配构造钢筋,如图12.18(d)所示。

图12.18 楼板上布置隔墙的构造

12.2.3 装配整体式钢筋混凝土楼板

装配整体式钢筋混凝土楼板是先将楼板中的部分构件预制,现场安装后,再浇筑混凝土面层而形成的整体楼板。这种楼板的整体性较好,又可节省模板,施工速度也较快,集中了现浇和预制钢筋混凝土楼板的双重优点。

12.2.3.1 叠合楼板

叠合楼板是由预制板和现浇钢筋混凝土层叠合而成的装配整体式楼板。预制板既是楼板结构的组成部分之一,又是现浇钢筋混凝土叠合层的永久性模板,现浇叠合层内可敷设水平设备管线。叠合楼板整体性好,刚度大,可节省模板,而且板的上下表面平整,便于饰面层装修,适用于对整体刚度要求较高的高层建筑和大开间建筑,如图12.19所示。

图12.19 叠合楼板

(a)预制薄板的板面处理;(b)预制薄板叠合楼板;(c)预制空心板叠合楼板

12.2.3.2 密肋填充块楼板

密肋填充块楼板是采用间距较小的密肋小梁做承重构件,小梁之间用轻质砌块填充,并在上面整浇面层而形成的楼板。密肋小梁有现浇和预制两种。

现浇密肋填充块楼板是以陶土空心砖、矿渣混凝土空心块等作为肋间填充块来现浇密肋和面板而成。填充块与肋和面板相接触的部位带有凹槽,用来与现浇的肋、板咬接,加强楼板的整体性。肋的间距一般为300～600mm,面板的厚度一般为40～50mm,如图12.20(a)所示。

预制小梁填充块楼板的小梁采用预制倒T形断面混凝土梁,在小梁之间填充陶土空心砖、矿渣混凝土空心块、煤渣空心砖等填充块,上面现浇混凝土面层而成,如图12.20(b)所示。

图12.20 密肋填充块楼板

(a)现浇密肋填充块楼板;(b)预制小梁填充块楼板