王晓锋:为什么要应用桁架钢筋混凝土叠合板

时间：2018-03-27 22:05:35 来源：

　　目前我国装配式混凝土结构(简称“PC”)最常用的楼板形式就是桁架钢筋混凝土叠合板(简称“桁架钢筋板”)。与大多现代房屋建造技术与构配件一样，桁架钢筋板也是“舶来品”。

　　桁架钢筋板的钢筋桁架是起什么作用的，这是个很好的问题，谈到这个问题就要从国外的应用说起。我国目前的PC应用技术受德国、日本两个国家影响很深，但两个国家都的楼板厚度一般多为18cm以上，25cm厚的楼板也很常见。德国是桁架钢筋板生产与应用水平最高的国家，典型的桁架钢筋板如图1，多为四边不出筋或仅纵向伸出整体向上弯折的“胡子筋”，以方便实现全自动化生产。

图1 德国的典型桁架钢筋板

　　图1中的钢筋桁架主要有五大作用：之一是增加刚度，由于楼板厚度较大，钢筋桁架可以明显提高楼板刚度;之二是增加叠合面受剪，但这个并不明显，对于常规居住、办公荷载的叠合楼板，不配抗剪钢筋的叠合面仍可满足受剪计算要求;之三是施工“马镫”;之四是“吊钩”;最后就是双向板钢筋间接搭接辅助钢筋，德国的桁架钢筋板多为密拼双向板，采用间接搭接实现横向受力钢筋传力，钢筋桁架是实现钢筋间接搭接的前提(如图2，取自上海市地方标准《装配整体式叠合剪力墙结构技术规程》征求意见稿)。

图2 双向叠合板分离式（密拼）接缝构造示意

　　我国的常规楼板厚度多为12cm左右，桁架钢筋板多为6cm叠合底板(图3)+7cm后浇混凝土层。对比图1、图3，可逐一分析我国桁架钢筋板中钢筋桁架的五大作用：

　　根据国标图集《桁架钢筋混凝土叠合板》15G366-1，叠合底板6cm、后浇层7cm时钢筋桁架的高度仅有8cm，钢筋桁架在底板外露80mm+23mm(15mm保护层+8mm横向钢筋)-60mm=43mm。如此小的钢筋桁架高度，对底板刚度贡献很小，“增加刚度”的效果可以忽略。

　　不配钢筋桁架，叠合面受剪计算大多可满足要求。

　　由于钢筋桁架外露很少，很多时候不方便吊装，单独设置吊钩的情况也很多(图3)。

　　我国的桁架钢筋板多为整体式(拉开)接缝双向板，采用如图4的构造方式(取自国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》送审稿)，如图2的作用也不存在。

　　综上，钢筋桁架起到的最主要作用是施工“马镫”，似乎代价有些高。

图3 我国的典型桁架钢筋板

图4 双向叠合板整体式接缝构造示意

　　除了钢筋桁架设置有些“鸡肋”，我国的钢筋桁架板还存在生产效率偏低的问题。造成这个问题的主要原因是板侧出筋、设计标准化程度低及生产组织系统性差。采用图4的构造时，钢筋桁架板普遍为4个侧面出筋，造成边摸程复杂，难以实现全自动化。我国目前也有如图2的板侧不出筋钢筋桁架板应用，但板端普遍出“胡子筋”，同样影响生产效率。国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》送审稿提出了板端不出筋的间接搭接构造形式(图5)，但要求后浇层混凝土厚度不小于10cm，而实际情况是我国住宅应用16cm楼板的可能性很小。板侧主筋与设计标准化程度低，直接造成了生产组织系统性差，图6的模台布置浪费与人工混凝土浇筑都是这种情况的真实体现。

图5 钢筋桁架板板端不出筋构造事宜

图6 钢筋桁架板低效率生产实例

　　世界各国的PC技术各有不同，我国的PC技术更接近于日本。而日本的楼板远厚于我们，很多叠合底板实际上只起模板作用，在后浇混凝土层底部另配足够的受力钢筋。日本预制构件企业基本没有自动流水线，多采用固定台模生产。我国目前是采用了类似日本的技术路线并本地化，但使用的是德国似的自动流水线。

　　在德国，自动流水线同时生产桁架钢筋板和双皮墙(double wall，我国也称“叠合剪力墙”，如图7)，所有板类构件均为不出筋或如图1的弯折出筋方式，并通过信息化技术实现全自动高效生产;全负荷运转的全自动生产线，单条线年产桁架钢筋板或双皮墙(按单面计算)的面积可近100万m2，而我国进口的生产线目前还很难达到这个产能。

图7 德国的双皮墙

图8 桁架钢筋板多点吊装方式

　　我国目前6cm预制、7cm现浇的桁架钢筋板，是否一定设置钢筋桁架，是值得思考的问题。如果采用图8的多点吊装方式，合理设置吊钩并保证楼板均匀受力，实际上不设钢筋桁架的混凝土平板，同样可以满足所有施工、受力要求。

　　如果设置钢筋桁架，最合理的方式还是推广应用双皮墙，将双皮墙与桁架钢筋板在一个自动化流水线上生产。同时要推广不出筋或端部整体弯折的桁架钢筋板，相信可以通过专项研究提出合理设计计算方法与构造措施，突破后浇层10cm的限制要求。

　　对桁架钢筋板的认识，会决定自动流水线的选择。我个人的观点是，如果不做双皮墙，仅生产四面出筋的桁架钢筋板，没有必要一定上流水线。我国目前很多构件生产企业盲目投入先进流水线，互相模仿，最后就会发现其实这么做的目的主要是为了迎接参观。

　　目前PC的造价普遍高于现浇，预制构件价格高是主要原因。不合理产品与构造，生产线投入过大，都是造成预制构件价格高的原因。个人坚持认为，按现有模式生产桁架钢筋板，无论应用到住宅还是公共建筑，造价比现浇便宜在相当一段时间是不可能的。

　　什么样的预制产品与生产线更适合中国目前PC发展的实际情况，从不同角度出发会有不同的结论。桁架钢筋板需要改进，相信大家都不会反对的。

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