压型板如何设计的？彩钢压型板的设计指南

    第1部分 名词解释

　　1.1 压型钢板是什么

在国内规范中，支撑楼板混凝土的压型钢板称为压型钢板。在国外，压型钢板的含义更为广泛，包括屋面和墙体的彩钢板，称为压型钢板，而支撑楼板混凝土的压型钢板称为钢承板或楼板承板。也就是说，大陆所指的压型钢板相当于钢支承板或楼板支承板。

　　1.2 组合楼板和非组合楼板的区别

　　压型钢板与现浇混凝土(达到强度后)组合在一起，压型钢板在施工阶段充当浇注混凝土的永久模板，在正常使用阶段全部的或部分的起板底受拉钢筋的作用，采用这种设计的楼板称为组合楼板。 仅在施工阶段充当浇筑混凝土的永久模板，在正常使用阶段完全退出工作，采用这种设计的楼板，称为非组合楼板。

　　1.3 通俗易懂的无支撑跨距定义

　　在施工阶段混凝土为流体，仅作为荷载考虑，压型钢板须单独工作以提供楼板混凝土荷载、施工荷载的支撑作用。在一定楼板厚度下，某种压型钢板的计算跨距即为无支撑跨距。某种压型钢板可承受的最大跨距即为最大无支撑跨距。若在施工阶段不设临时支撑，压型钢板的无支撑跨距即为次梁间距。显然压型钢板的最大无支撑跨距须大于次梁间距。

　　第2部分 材质介绍

　　2.1 聊聊钢板厚度的常用规格

　　压型钢板采用冷轧钢板(钢卷)制成，钢板厚度的常用规格为：0.75mm、0.90mm、1.0mm、1.20mm、1.50mm，钢板厚度大于 1.2mm 时，其成型较困难，更主要是栓钉无法焊透压型钢板与钢梁可靠连接，所以压型钢板最大厚度不应大于 1.5mm，用作组合楼板时，《规范》规定钢板厚度≥0.75mm。

　　2.2 谈谈钢板表面镀层的设计要求

　　制作压型钢板的冷轧钢板(钢卷)须连续热浸镀锌(或镀铝锌)，镀(铝)锌量视设计要求而定。当按非组合楼板设计时，其要求可放低，一般双面镀锌量为 175g/m2(180g/m 2 )足够，当按组合楼面设计时，《钢—混凝土组合楼盖结构设计与施工规程》(YB9238-92)规定，双面镀锌量为275g/m 2 。也可采用更高的镀层要求，如镀锌量为300g/m 2 、350g/m 2 或镀铝锌量(5%铝)为 275g/m 2 、300g/m 2 等，较高的镀层量使用组合楼板有更长的耐久性，同等量的镀铝锌的防锈蚀能力大约两倍于一般热浸镀锌。

　　2.3 讲讲钢板屈服强度三种类型

　　钢板屈服强度 fy 视设计要求而定，一般为：235N/mm 2 、345 N/mm 2 (345 N/mm 2 )、410N/mm 2 等。更高屈服强度的钢板不宜用作组合楼板，因为钢板的塑性教差。

　　在结构设计文件中，应注明所采用压型钢板的钢材厚度，镀锌(铝锌)量及屈服强度。

　　第3部分 目前大陆市场主要的压型钢板

　　3.1 开口型压型钢板

　　开口板(以下简称开口板)主要有两种断面，肋高 75mm(或 76mm)及肋高 50mm(或51mm)，而整板宽度及肋距各家厂商均略有不同，它们的断面性质也所有差异。开口板表面分为有压花处理和无压花处理，有压花处理的开口板与混凝土的粘结较好。

　　3.1.1 开口板优点详细分析

　　开口板的最主要优点是，较小的用钢量可提供较大的断面性质。由于肋高对惯性矩来说是三次方关系，对抵抗矩来说是平方关系，所以肋高愈大，用钢量愈省。但肋高愈大，楼板总厚也愈厚，所以合适的肋高才是可取的。开口板的两种断面高度是英制过来的，也即 2 英寸(2w)和 3 英寸(3w)开口板(1 英寸=25.4mm)，在同样断面性质情形下，显然 3w 用钢量较 2w 少。

　　3.1.2 开口板缺点全面解读

　　由于开口板端部有较大的洞口，为阻止混凝土端部漏浆，必须在端部设置封口板，增加了施工工序，特别是当开口板斜切时，无定型封口板。须现场实测定制封口板，增加了施工难度，采用开口板使楼板较厚，增加了混凝土用量，在建筑物周边及洞口四周的挡板也较费用钢量。

　　开口板可以用作组合楼板或非组合楼板，用做组合楼板时须有压花处理，也应有各种情形下的载重实验，镀层及屈服强度的要求也是必须的。组合楼板的计算方法及构造要求在多本《规程》中均有阐述。

　　开口板用做组合楼板的最大问题在于它的耐火设计。大陆的《规程》中没有耐火设计的规定，《高钢规程》中要求开口板肋顶之上的混凝土覆盖厚度≥80mm，这是基于《防火规范》中的要求，解决了 1.5 小时耐火极限背火面的温度问题，也即隔热要求，以防引燃相邻层楼面。《组合楼盖规定》提出了配置耐火钢筋，由于开口板完全暴露在迎火面，试验证明在 1.5 小时耐火极限时，开口板温度均大于 800℃，钢材强度趋于零，已退出工作。

　　3.1.3 开口板结构设计中 5 条重要建议

　　(1) 尽量将开口板用作非组合楼板设计;

　　(2) 开口板肋顶以上混凝土覆盖厚度≥80mm，当对楼板平面内刚度要求较高时，应加厚楼板，如在高层建筑中，覆盖厚度≥100mm。

　　(3) 开口板肋顶以上混凝土覆盖厚度至少≥50mm，当不满足≥80mm 时，板底须做防火喷涂，防火喷涂厚度≥15mm

　　(4) 开口板用作组合楼板设计时，板底应配置耐火钢筋，计算耐火钢筋时，静载分项系数取 1.0，活载分项系数取 0.5。

　　(5) 开口板用作组合楼板设计，当板底做防火喷涂时，可不配置耐火钢筋。

　　3.2 缩口型压型钢板

　　缩口板(以下简称缩口板)的肋高为 50mm(51mm)，而整板宽度及肋距各家厂商均有不同，它们的断面性质也有所差异。

　　3.2.1 缩口板 5 大优点详细分析

　　(1) 耐火隔热性能提高。《高钢规程》规定，1.5 小时耐火极限采用缩口板，楼板总厚≥110 即可。

　　(2) 形状楔形断面使压型钢板与混凝土间的握裹剪力增加，当按组合楼板设计时，这种握裹剪力是非常重要的。

　　(3) 一般无需封口板，用特制的堵头封堵即可阻止混凝土端部漏浆。

　　(4) 有些厂家提供配套的板底悬吊零件，可用于板底管道及吊顶安装。

　　(5) 施工完成后的板底较美观，如同企口天花板。

　　3.2.2 缩口板 3 个重要缺点分析

　　由于钢筋完全暴露在迎火面，如同开口板一样，在火灾时钢板退出工作，当按组合楼板设计时，板底应配置抗钢筋(虽然它的隔热要求是满足的)。

　　楼板有效厚度如同开口板一样，为压型钢板肋顶以上厚度，当楼板总厚为10mm时，楼板有效厚度仅为 110-50=60mm。

　　由于缩口板较小的肋高，它的断面性质较差。为满足无支撑跨距的要求，须采用较厚的钢板，从而导致用钢量往往较大。

　　3.2.3 缩口板结构设计中 3 条重要建议

　　(1) 当对楼板平面内刚度要求不高时，如多层钢结构建筑可采用缩口板。

　　(2) 楼板总厚须≥110mm。

　　(3) 应按组合楼板设计，但板底须配置耐火钢筋，计算耐火钢筋时，静载分项系数取 1.0，活载分项系数取 0.5。

　　3.3 闭口型压型钢板

　　闭口板(以下简称闭口板)大致有两种板型，分别肋高 66mm 的 yxb66-720 型及肋高 46mm 的 yxb46-600 型。

　　3.3.1 闭口板 6 大优点详细分析

　　闭口板总结了开口板与缩口板的利弊，是目前最新型的一种板型，它的制作难度较大，但综合特性最优。它的主要优点是：

　　(1)强劲的混凝土握裹抗剪

　　闭口板独特的楔形断面设计，它的肋周围完全被混凝土握裹，大大增加了钢板与混凝土的接触面，更为重要的是，在组合楼板受弯的状态下，混凝土与闭口肋之间产生一定的压力，弯矩越大，压力越大，在混凝土与钢板之间摩擦系数恒定的情形下，这种压力将提供更大的握裹力。闭口板其腹板上均匀连续的嵌扣同样提供优异的握裹。根据全载重实验结果，闭口型组合楼板加载至极限承载力，压型钢板与混凝土之间未曾产生滑脱现象，也即握裹剪力始终未见失效。

　　(2)优越的组合楼板断面

　　采用闭口型组合楼板，它的优越之处主要表现在三个方面：一是与混凝土之间强劲的握裹剪力，在破坏全载重实验中表明，构件的破坏不会产生在压型钢板与混凝土之间的纵向抗剪上，而这种破坏是脆性的，必须完全避免。二是闭口板的形心接近板底，在相同楼板厚度情形下，组合楼板的内力臂最大，可抵抗更大的跨中正弯矩。三是闭口板板底的小开口很小(YJ66-720 型开口高度 15mm，YJ46-600 型开口高度 5mm)，楼板有效高度为组合楼板总厚度减去开口高度，使组合楼板的有效高度最大，可提供更大的楼板平面内刚度。

　　(3)绝佳的耐火性能

　　由于闭口板的肋四周被混凝土全面包裹，类似于钢筋混凝土楼板中的板底钢筋，在火灾情形下，即使平板部分退出工作，而板肋由于温度不高仍有足够的强度，当耐火设计，满足时，可替代全部板底钢筋，无须再板底另加耐火钢筋。它的隔热性能同样优于缩口板。当楼板总厚≥110mm 时，可满足 1.5h 耐火极限。

　　(4)方便的板底悬吊系统

　　YJ66-720 型闭口板利用板底沟槽，配合专用的两片式悬吊零件，可在板底任何地方设置可拆卸吊点，供吊平顶、水电管、空调管等安装使用。避免事先预埋或事后钻孔以及施焊等作业，大大方便了设备管道的安装。

　　(5)快速的现场铺板施工

　　闭口板端部无需封口板，无需堵头，在楼板混凝土浇捣过程中不会产生漏浆现象。闭口板在铺板过程中不易变形(开口板在运输及安装过程中，板高度会降低，板宽会变大，在铺板施工中须调整变形，否则会由于板高度降低影响断面性质，造成施工事故。)侧接以自攻螺丝固定，所以施工闭口板较其它板型均可缩短工期。

　　(6)美观的板底效果

　　闭口板平整的板底，搭配 240mm 间距的沟缝，好似经过二次装修后的吊顶效果，在一些非必须吊顶的区域，提供了十分美观的顶面效果。

　　3.3.2 闭口板结构设计中 8 条重要建议

　　(1) 闭口板应用作组合楼板设计，全部地或部分地替代板底钢筋。

　　(2) 采用 YJ66-720 型闭口板，楼板总厚≥116mm(一般取 120mm)。采用 YJ46-600型闭口板，楼板总厚≥110mm。二者均满足 1.5h 耐火极限，且楼板有效厚度≥100mm。适用于高层建筑。

　　(3) 一般多采用 YJ66-720 型闭口板，由于其肋高为 66mm，较 YJ46-600 型可提供更大的无支撑跨距。或在同样的最大无支撑跨距情形下，用钢量较省。

　　(4) 在无需 1.5h 耐火极限(非一级耐火建筑)的条件下，YJ46-600 型组合楼板总厚最小可取 96mm(肋高上加 50mm)。在按双向板设计时，采用YJ46-600 闭口板可使楼板的长方向较大。

　　(5) 必须进行耐火设计计算，以确定全部或部分取代板底钢筋。

　　(6) 在以下建筑使用功能情形下，一般可不配板底钢筋。住宅、办公(活载≤2.5KN/m 2 )。商场(活载≤3.5KN/m 2 )以及其它活载≤3.5KN/m 2 ，且干燥的室内环境下。

　　(7) 在以下建筑使用功能情形下，建议配耐久性钢筋或加强钢筋：卫生间、浴室、厨房、游泳池、设备用房、高层建筑中加强层以及所有潮湿环境或室外环境下。计算耐久性钢筋时，静载分项系数取 1.05，活载分项系数取 1.2。

　　(8) 钢板双面镀锌量必须≥275g/m 2 ，钢板屈服强度宜≥345N/mm 2 。