壓型鋼板-組合樓板在砌體結構中的應用

焦峙煒 馬雨粟 陳強

摘要：隨著我國建筑業的迅速發展，壓型鋼板-組合樓板已廣泛應用于工業建筑與民用建筑領域當中。本文以某換熱站為例，使用功能系數法對兩種不同設計方案進行比選，展現了壓型鋼板-組合樓板較現澆混凝土樓板所具備的優勢。

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.

關鍵詞：壓型鋼板-組合樓板;砌體結構;功能系數法

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

中圖分類號：TU392.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）18-0165-03

1? 概念

壓型鋼板-組合樓板結構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件[1]。這種結構體系不但充分發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、施工簡便和經濟效果顯著等突出特點。根據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，并作為施工時的操作平臺，不考慮參與結構受力的現澆混凝土樓板。非組合樓板中的壓型鋼板除滿足施工荷載外，對板型無特殊要求，施工完成后，全部使用荷載均由混凝土承受。在結構層與構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構計算，按照《混凝土結構設計規范》進行設計與施工即可。

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件，在使用階段還充當板底受拉鋼筋，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澆混凝土樓板。這種組合樓板中的壓型鋼板對板型有特殊要求，并且對耐久性和防火性也有要求。

壓型鋼板-組合樓板結構體系相對于傳統現澆混凝土樓板，有如下特點：

①受力及抗震性能好。壓型鋼板-組合樓板體系能夠將鋼板與混凝土兩種材料各自的優點充分發揮，其整體性、剛度、承載能力及抗震能力較傳統的裝配式樓蓋或現澆樓蓋都要好。

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度。另外，當鋼梁上鋪設完壓型鋼板后，其上可以直接澆筑混凝土或者作為其它工種的工作平臺，各樓層可以同時施工，施工組織得當可以明顯縮短施工工期。這種做法尤其適用于工業建筑及高層建筑，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;由于我國壓型鋼板的多樣化發展，現生產出的彩色壓型鋼板可以省去吊頂等一系列裝飾裝修，不僅美觀，而且減少造價[2]。

④自重輕，節省材料。組合樓板與現澆混凝土樓板相比，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，同時也減小傳遞給鋼結構梁柱的應力，使得地基基礎的設計更為經濟合理。壓型鋼板作為混凝土板中的受拉鋼筋使用，節省了板底受力鋼筋，可僅在樓板支座處設置構造筋，既節約了鋼筋用量也減少了鋼筋鋪設及綁扎的工作量。

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

2? 工程實例

某大型企業職工家屬區進行供熱改造，需在此家屬區內興建換熱站。換熱站總建筑面積123.25m2，結構類型采用傳統磚混結構，檐口高度4.8m。原有設計圖紙中，屋蓋采用現澆鋼筋混凝土結構。根據施工單位測算，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《2018山西省建設工程計價依據-建筑工程預算定額》，方案一的直接工程成本費用如表1所示。

由于開工時間較晚，工期較緊，若按原設計方案進行施工，則無法在規定時間內完成建設任務，住宅區的供暖時間將會被延遲。針對現場實際情況，監理工程師現場提出，將原有混凝土屋面更換為組合樓板屋面，減少支模及拆模時間，具體如方案二（圖2）所示。

根據《2018山西省建設工程計價依據-建筑工程預算定額》，方案二的直接工程成本費用如表2所示。

由上面可知，方案一與方案二的單方造價分別為：

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

3? 方案比選

價值工程是一種把功能與成本、技術與經濟結合起來進行技術經濟評價的方法，即利用價值工程對多方案通過功能分析和成本分析進行價值分析，開展方案比選及優化，達到降低投資風險、提高方案可行性和經濟性的目的，是重要的方案選擇工具。

功能指數法是價值工程中一種方法，其又稱相對值法。在功能指數法中，功能的價值用價值指數來表示，它是通過評定各對象功能的重要程度，用功能指數來表示其功能程度的大小，然后將評價動象的功能指數與相對應的成本指數進行比較，得出該評價對象的價值指數，從而確定改這對象，并求出該對象的成本改進期望值[2]。

針對所提的兩種方案，擬采用價值工程中功能指樓法對這兩個方案進行比選。首先確定以下五種功能，分別為F1=工期、F2=質量、F3=安全、F4=效果、F5=施工協同。根據實際情況，每個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，每個功能的權重如表3所示。

根據表3，表4，可以計算出方案一與方案二的功能加權得分為：

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

則兩個方案功能的總加權得分為：

W總=W方案一+W方案二=9.350+8.525=17.875

兩個方案的功能指數為：

F方案一=8.525÷17.875=0.477

F方案二=9.350÷17.875=0.523

兩個方案的成本指數為：

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，兩個方案的價值指數為：

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，選擇方案二進行施工。

在實際施工程中采用方案二（組合樓板）進行施工。整個施工現場由單一土建施工變成了多工種交叉施工，增加了現場管理與協調難度。盡管如此，方案二比方案一至少節約工期12（天）。特別是當鋼梁鋪設完壓型鋼板后，室內已經可以進行換熱設備基礎施工，為后續交叉作業創造了有利條件。在整個施工過程中，由于壓型鋼板的質量較為輕便，材料在堆放、運輸及安裝過程中都十分便捷和安全。施工完畢后，壓型鋼板在結構上可以直接作為頂棚，形式簡潔美觀，不需要再添加吊頂，減少了施工過程數量。

4? 結論

①通過工程實例分析，展示了壓型鋼板-組合樓板相對于傳統混凝土樓板的綜合優勢。其不僅僅使得施工簡便，同時優化了施工工期，不僅為業主帶來了經濟效益，更為社會帶來了更多的公共效益。

②價值工程法是進行方案比選的重要方法之一。此案例分析評價的結果與項目的實際現狀一致，再次證明了價值工程對施工方案的比選具有有效性及可靠性。它能從多個方面考慮施工方案的影響因素，對主要影響施工方案的因素進行分析評價，從而成功地選擇出最佳施工方案。

參考文獻：

[1]但澤義.鋼結構設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2019：1522.

[2]但澤義.鋼結構設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2019：1523.

[3]劉玉明.工程經濟學[M].二版.北京：北京交通大學出版社，2014：306.