壓型鋼板-組合樓板在砌體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

焦峙煒 馬雨粟 陳強(qiáng)

摘要：隨著我國(guó)建筑業(yè)的迅速發(fā)展，壓型鋼板-組合樓板已廣泛應(yīng)用于工業(yè)建筑與民用建筑領(lǐng)域當(dāng)中。本文以某換熱站為例，使用功能系數(shù)法對(duì)兩種不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選，展現(xiàn)了壓型鋼板-組合樓板較現(xiàn)澆混凝土樓板所具備的優(yōu)勢(shì)。

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.

關(guān)鍵詞：壓型鋼板-組合樓板;砌體結(jié)構(gòu);功能系數(shù)法

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

中圖分類號(hào)：TU392.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）18-0165-03

1? 概念

壓型鋼板-組合樓板結(jié)構(gòu)體系是指將壓型鋼板與混凝土組合成整體而共同工作的受力構(gòu)件[1]。這種結(jié)構(gòu)體系不但充分發(fā)揮了混凝土的抗壓性能和鋼材的抗拉性，還具有自重輕、抗震性能好、施工簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)效果顯著等突出特點(diǎn)。根據(jù)其中的壓型鋼板是否與混凝土共同工作，可分為非組合樓板和組合樓板兩類。

非組合樓板指僅作為混凝土樓板的永久性模板，并作為施工時(shí)的操作平臺(tái)，不考慮參與結(jié)構(gòu)受力的現(xiàn)澆混凝土樓板。非組合樓板中的壓型鋼板除滿足施工荷載外，對(duì)板型無(wú)特殊要求，施工完成后，全部使用荷載均由混凝土承受。在結(jié)構(gòu)層與構(gòu)造層自重以及使用階段的所有外荷載作用下按鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工即可。

組合樓板指壓型鋼板除用作澆筑混凝土的永久性模板外，壓型鋼板作為組合樓蓋的主要承重構(gòu)件，在使用階段還充當(dāng)板底受拉鋼筋，混凝土作為組合樓板形成平整的樓板承受分布荷載，即壓型鋼板與混凝土共同作用的現(xiàn)澆混凝土樓板。這種組合樓板中的壓型鋼板對(duì)板型有特殊要求，并且對(duì)耐久性和防火性也有要求。

壓型鋼板-組合樓板結(jié)構(gòu)體系相對(duì)于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓板，有如下特點(diǎn)：

①受力及抗震性能好。壓型鋼板-組合樓板體系能夠?qū)摪迮c混凝土兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮，其整體性、剛度、承載能力及抗震能力較傳統(tǒng)的裝配式樓蓋或現(xiàn)澆樓蓋都要好。

②施工工期短。其模板使用免除了支模工序與拆模工序，故能加快此分部工程的施工進(jìn)度。另外，當(dāng)鋼梁上鋪設(shè)完壓型鋼板后，其上可以直接澆筑混凝土或者作為其它工種的工作平臺(tái)，各樓層可以同時(shí)施工，施工組織得當(dāng)可以明顯縮短施工工期。這種做法尤其適用于工業(yè)建筑及高層建筑，大大提高施工效率。

③有效利用建筑使用空間。施工中可以既利用壓型鋼板的肋槽間布置各種管線，并且可敷設(shè)保溫、隔音、隔熱、隔震等材料，改善樓（屋）面的工作性能;由于我國(guó)壓型鋼板的多樣化發(fā)展，現(xiàn)生產(chǎn)出的彩色壓型鋼板可以省去吊頂?shù)纫幌盗醒b飾裝修，不僅美觀，而且減少造價(jià)[2]。

④自重輕，節(jié)省材料。組合樓板與現(xiàn)澆混凝土樓板相比，其承載能力較高。在相同荷載情況下，組合樓板的厚度要薄，所以能夠減輕了樓板自身重量，同時(shí)也減小傳遞給鋼結(jié)構(gòu)梁柱的應(yīng)力，使得地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)更為經(jīng)濟(jì)合理。壓型鋼板作為混凝土板中的受拉鋼筋使用，節(jié)省了板底受力鋼筋，可僅在樓板支座處設(shè)置構(gòu)造筋，既節(jié)約了鋼筋用量也減少了鋼筋鋪設(shè)及綁扎的工作量。

⑥與傳統(tǒng)的木模板相比，壓型鋼板組合樓板施工時(shí)，由于采用壓型鋼板做底模板，減少木方及模板的使用量。在工業(yè)建筑中，各施工作業(yè)交叉施工多，采用壓型鋼板-組合樓蓋極大了降低火災(zāi)發(fā)生率。

2? 工程實(shí)例

某大型企業(yè)職工家屬區(qū)進(jìn)行供熱改造，需在此家屬區(qū)內(nèi)興建換熱站。換熱站總建筑面積123.25m2，結(jié)構(gòu)類型采用傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)，檐口高度4.8m。原有設(shè)計(jì)圖紙中，屋蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)施工單位測(cè)算，屋蓋從支模、澆筑到拆模工期約為21天，具體如圖1所示。

根據(jù)《2018山西省建設(shè)工程計(jì)價(jià)依據(jù)-建筑工程預(yù)算定額》，方案一的直接工程成本費(fèi)用如表1所示。

由于開工時(shí)間較晚，工期較緊，若按原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，則無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成建設(shè)任務(wù)，住宅區(qū)的供暖時(shí)間將會(huì)被延遲。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)提出，將原有混凝土屋面更換為組合樓板屋面，減少支模及拆模時(shí)間，具體如方案二（圖2）所示。

根據(jù)《2018山西省建設(shè)工程計(jì)價(jià)依據(jù)-建筑工程預(yù)算定額》，方案二的直接工程成本費(fèi)用如表2所示。

由上面可知，方案一與方案二的單方造價(jià)分別為：

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

3? 方案比選

價(jià)值工程是一種把功能與成本、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的方法，即利用價(jià)值工程對(duì)多方案通過(guò)功能分析和成本分析進(jìn)行價(jià)值分析，開展方案比選及優(yōu)化，達(dá)到降低投資風(fēng)險(xiǎn)、提高方案可行性和經(jīng)濟(jì)性的目的，是重要的方案選擇工具。

功能指數(shù)法是價(jià)值工程中一種方法，其又稱相對(duì)值法。在功能指數(shù)法中，功能的價(jià)值用價(jià)值指數(shù)來(lái)表示，它是通過(guò)評(píng)定各對(duì)象功能的重要程度，用功能指數(shù)來(lái)表示其功能程度的大小，然后將評(píng)價(jià)動(dòng)象的功能指數(shù)與相對(duì)應(yīng)的成本指數(shù)進(jìn)行比較，得出該評(píng)價(jià)對(duì)象的價(jià)值指數(shù)，從而確定改這對(duì)象，并求出該對(duì)象的成本改進(jìn)期望值[2]。

針對(duì)所提的兩種方案，擬采用價(jià)值工程中功能指樓法對(duì)這兩個(gè)方案進(jìn)行比選。首先確定以下五種功能，分別為F1=工期、F2=質(zhì)量、F3=安全、F4=效果、F5=施工協(xié)同。根據(jù)實(shí)際情況，每個(gè)功能的滿足程度得分如表3所示，五種功能的重要性為F1>F2=F3>F4=F5。

則采用（0-4）法，每個(gè)功能的權(quán)重如表3所示。

根據(jù)表3，表4，可以計(jì)算出方案一與方案二的功能加權(quán)得分為：

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

則兩個(gè)方案功能的總加權(quán)得分為：

W總=W方案一+W方案二=9.350+8.525=17.875

兩個(gè)方案的功能指數(shù)為：

F方案一=8.525÷17.875=0.477

F方案二=9.350÷17.875=0.523

兩個(gè)方案的成本指數(shù)為：

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

終上，兩個(gè)方案的價(jià)值指數(shù)為：

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，選擇方案二進(jìn)行施工。

在實(shí)際施工程中采用方案二（組合樓板）進(jìn)行施工。整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)由單一土建施工變成了多工種交叉施工，增加了現(xiàn)場(chǎng)管理與協(xié)調(diào)難度。盡管如此，方案二比方案一至少節(jié)約工期12（天）。特別是當(dāng)鋼梁鋪設(shè)完壓型鋼板后，室內(nèi)已經(jīng)可以進(jìn)行換熱設(shè)備基礎(chǔ)施工，為后續(xù)交叉作業(yè)創(chuàng)造了有利條件。在整個(gè)施工過(guò)程中，由于壓型鋼板的質(zhì)量較為輕便，材料在堆放、運(yùn)輸及安裝過(guò)程中都十分便捷和安全。施工完畢后，壓型鋼板在結(jié)構(gòu)上可以直接作為頂棚，形式簡(jiǎn)潔美觀，不需要再添加吊頂，減少了施工過(guò)程數(shù)量。

4? 結(jié)論

①通過(guò)工程實(shí)例分析，展示了壓型鋼板-組合樓板相對(duì)于傳統(tǒng)混凝土樓板的綜合優(yōu)勢(shì)。其不僅僅使得施工簡(jiǎn)便，同時(shí)優(yōu)化了施工工期，不僅為業(yè)主帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益，更為社會(huì)帶來(lái)了更多的公共效益。

②價(jià)值工程法是進(jìn)行方案比選的重要方法之一。此案例分析評(píng)價(jià)的結(jié)果與項(xiàng)目的實(shí)際現(xiàn)狀一致，再次證明了價(jià)值工程對(duì)施工方案的比選具有有效性及可靠性。它能從多個(gè)方面考慮施工方案的影響因素，對(duì)主要影響施工方案的因素進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從而成功地選擇出最佳施工方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]但澤義.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2019：1522.

[2]但澤義.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2019：1523.

[3]劉玉明.工程經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].二版.北京：北京交通大學(xué)出版社，2014：306.