桁架钢筋混凝土叠合板关键设计要点

随着国家对建筑节材、节能和环保提出的更高要求，以及建筑业劳动力成本上升带来的压力，对建筑产业化起到极大的推动作用。桁架钢筋混凝土叠合板（以下简称桁架叠合板）作为建筑产业化技术重要组成部分，具有节约模板，提高施工速度，改善作业环境以及良好的外观质量等优点，被越来越多工程所应用。

桁架叠合板对模具制作要求较低，制作比较简单，对工人技能要求不高。但设计中也暴露出一些问题，本文就其中应注意的问题总结如下：

桁架叠合板的使用范围

桁架叠合板使用范围受技术、经济、政策因素等影响。

在技术方面，装配整体式结构除去结构转换层、平面复杂或开洞较大的楼层，作为上部结构嵌固部位的地下室楼层外，楼盖宜采用叠合板（包括桁架叠合板）。对于主体现浇的结构，也可采用桁架叠合板。

在经济方面，桁架叠合板使用定制模板，相对普通现浇楼盖增加工厂模板费用，但减少现场模板及支模费用。当板块类型较少、模板组合后减少模板数量、 板块数量多时，能大大降低桁架叠合板模板摊销，降低单块板的造价。反之则不具有经济合理性。

在政策方面，目前政府支持推广使用叠合板，加快建筑产业化推进。

预制底板划分及编号规则

预制底板划分应尽量减少板块规格。通过调整现浇缝宽度调整板块宽度减少模板规格，或通过模板组合减少模板数量。

预制底板编号应有一定规律性，通过附加符号能辨识对称构件或微小尺寸差异的构件，比如通过附加F表示对称构件，通过附加a~e等字母表示使用相同模板的构件。

桁架叠合板结构组成及厚度要求

桁架叠合板竖向构成包括叠合层和预制底板：叠合层由保护层、顶部钢筋层和预埋管线层组成；预制底板由桁架钢筋锚固层，底部钢筋层和保护层组成。

图1桁架叠合板结构组成及厚度

叠合层中保护层为15mm，顶部钢筋层不小于16mm（2层钢筋），预埋管线层为20mm(不考虑管线交叉时)、30mm（入户电缆穿管时）、40mm（考虑管 线交叉时），理论总厚度不应小于51mm，考虑施工误差等其他因素不应小于60mm。预制底板桁架钢筋锚固层不小于30mm，底部钢筋层不小于16mm（2层钢筋），保护层15mm，因此总厚度不宜60mm。 由以上得出桁架叠合板厚度不宜小于120mm，考虑管 线交叉时不宜小于130mm。当叠合板厚度大于180mm，宜采用空心叠合板。

桁架叠合板的合理跨度

桁架叠合板厚度不宜小于120mm，其合理跨度对 于单向板（跨厚比35~40）不宜小于4.2~4.8m；对于双向板（跨厚比45~50）不宜小于5.4~6.0m。同时跨度亦受预制底板厚度、脱模、吊装、运输、制作和蒸养设备等条件限制，合理使用跨度为3~6m。对于跨 度小于3m叠合板，可取消桁架钢筋或只在跨端附近各设一道钢筋桁架，兼做吊点。

从技术角度桁架叠合板适用于跨度较大的房间。当采用普通现浇板与桁架叠合板厚度接近一致时，最能发挥叠合板的技术优势。

桁架叠合板的混凝土强度等级及粗糙面要求

预制底板在工厂模台上制作，质量容易控制，同时高强度混凝土有利于脱模、吊装及运输环节，所以应采用高强度混凝土，强度等级不宜低于C30。叠合层强度等级一般宜高于预制底板的强度等级，为施工方便应与支撑叠合板的现浇梁或叠合梁的叠合层强度相同，当设计的叠合层及支撑梁强度较低时，预制板强度不应降低。拼缝混凝土与叠合层混凝土等级相

同，并与之同时浇筑。预制底板与现浇层的结合面必须设置粗糙面，面

积不宜小于结合面的80%，凹凸深度不应小于4mm。 

钢筋桁架平面布置要求

钢筋桁架的主要作用是增强叠合层和预制底板界面（或称为施工缝）上的抗剪承载力。因此钢筋桁架应沿主要受力方向布置；距离板边不应大于300mm，间距不宜大于600mm。

当桁架叠合板为单向板且短跨较小时，钢筋桁架应沿次受力方向布置（图2c），跨端1/4跨度范围内应设置钢筋桁架。因端部剪力较大，间距宜小于600mm。 当桁架叠合板为悬挑板时，钢筋桁架应垂直悬挑方向布置，靠近锚固端处钢筋桁架应加密。

钢筋桁架布置应避开预留洞口，当避开有困难时， 考虑到施工过程中的有利作用，洞口处钢筋桁架应在预制底板安装后或设备安装时断开。

钢筋桁架与底部钢筋位置关系及其高度

钢筋桁架与底板钢筋位置关系主要有三种情况（图2a~图2c）。

图2a 中共有2层钢筋，下弦钢筋与主要受力钢筋布置在最底层，能最大程度降低桁架叠合板的厚度，但施工时次受力筋○1需穿过钢筋桁架，造成施工不便。 图2b中共有3层钢筋，施工方便，适用于较厚的桁架 叠合板。图2c 中共2层钢筋，能降低桁架叠合板厚度 和施工方便，但主受力筋○2在次受力筋○1上侧，布置 方式与内力情况不一致，有可能增加○2配筋量，国标 图集15G366-1采用此形式。

图2钢筋桁架与底部钢筋位置关系

钢筋桁架的设计要求

钢筋桁架上、下弦钢筋直径不宜小于8mm，腹杆 钢筋直径不应小于4mm。当不采用下弦钢筋代替底部受力筋或桁架叠合板厚度较小时，下弦钢筋直径可为6mm；钢筋桁架较高时，腹杆钢筋直径可为5~6mm， 腹杆直径不宜过大，较大直径腹杆设备弯折困难，精度不宜保证，从而影响焊接质量。

腹杆钢筋与上、下弦钢筋采用电阻电焊，焊缝要满足《钢筋桁架楼承板》（JG/T368-2012）的要求。

下弦钢筋的间距一般为固定值，其受制作设备影响，一般为75、80mm，由制作单位提供。

钢筋桁架的高度与底部钢筋位置关系、桁架叠合板的厚度、制作设备性能有关。制作设备因操作和制作空间限制，限定钢筋桁架高度一般为75~270mm。钢筋桁架顶部至叠合板顶面由保护层和1~2 层钢筋层组成，可兼做马镫；其底部至叠合板底面由保护层和0~2层钢筋层组成；钢筋桁架高度为桁架叠合板高度去除以上两部分。当桁架叠合板高度较高且另设马镫时，钢筋桁架高度可以降低，其深入叠合层高度为穿管空间和上弦钢筋直径之和，且不小于30mm。

钢筋桁架下弦钢筋代替纵筋问题

钢筋桁架下弦钢筋可以代替同向受力纵筋，同时降低桁架叠合板配筋量，取得较好的经济效益。

钢筋桁架由设备自动焊接而成，长度为节间（一般为200mm）的倍数，断点位置为上弦钢筋焊点，端头若伸出模板会造成模板开孔复杂，影响模板重复利用率，因此钢筋桁架不宜伸出模板。代替纵向钢筋时深入支座钢筋减少，通常端部为负弯矩，可以不附加钢筋；当桁架叠合板周边有大开洞楼板、某方向楼板宽度变窄或其他原因造成桁架叠合板水平应力较大时，代替纵筋位置应附加端部钢筋以传递水平力。

预制底板钢筋设计要求

预制底板钢筋间距规格不宜多，常用间距有100， 150，180，,200mm。同一项目中厚度相等的桁架叠合板底板配筋间距应尽量一致，可通过调整钢筋直径调整配筋量，不同直径钢筋隔一配一，以提高模板利用率。当采用自动焊接钢筋网时，同一方向钢筋直径应相同，钢筋间距应为50mm 的倍数，不同配筋量通过调整钢筋间距处理，同一方向配筋间距规格不应超过2个。

预留洞口、预埋件及洞口、非承重墙体处构 造要求

预留洞口和预埋件应制作时预留预埋，不应后开洞或埋置，以防影响构件外观质量，或留下质量隐患。

预留洞口尺寸不超过300mm时，底部配筋绕过洞孔；洞口尺寸大于300mm且不超过1000mm时，洞孔每边附加钢筋不小于被截断钢筋的50%，且不小于2根直径12的钢筋。当孔洞位于叠合板中间部位，孔洞加强钢筋应伸出洞边满足锚固长度，当孔洞位于叠合板边角时，洞边加强钢筋不宜伸出预制板边。现浇层洞孔附加钢筋见图集11G101板开洞及洞边加强钢筋构造部分。

参照现浇楼板构造，非承重墙位置预制底板附加加强钢筋，端部不宜伸出板边，叠合板设计时应考虑非承重墙的荷载作用。

桁架叠合板支座连接构造要点

桁架叠合板边支座连接中（图3），叠合梁的叠合 层厚度和预制墙的后浇带厚度hd  应满足叠合板顶部钢筋弯折长度（15d，d为弯折钢筋直径）的空间要求， 且应大于叠合板的厚度h，当支座为现浇梁和现浇墙时，不需考虑以上问题。

图3桁架叠合板边支座连接

桁架叠合板中支座连接中（图4），电气预埋管线一般从梁顶纵筋下面穿过；当叠合层厚度h2不能满足穿管要求时，应从梁纵筋和板顶钢筋顶面穿过，穿管周边采用水泥砂浆覆盖，以满足电气防护要求，占用一部分楼面垫层空间。

图4  桁架叠合板中支座连接

支座处预制底板应深入梁内或墙内，深入宽度b1 不宜大于15mm，一般取值10、15mm，距离梁、墙最外层钢筋外表面不应小于 5mm。竖向调整空间 a1不宜大于20mm，当支座为预制梁或预制墙，顶部钢筋弯折长度不能满足要求时，a1 应按满足弯折长度要 求调整，当为现浇梁或墙时，a1 可取值为0。

双向桁架叠合板整体式拼缝连接构造要点

图5 双向桁架叠合板整体式接缝连接

双向桁架叠合板整体式拼缝（图 5）宜设置在次要受力方向上且宜避开最大弯矩截面。图5a 构造比较 容易满足，钢筋搭接长度不应小于0.6×1.6×La=0.96La≈La。图5b构造中搭接钢筋弯钩平直段h3

≥12d（d为搭接钢筋直径）时，钢筋搭接长度不应小于La，此种情况在叠合板较厚时才能满足；平直段h3<12d时，搭接长度为不宜小于LL（LL=1.6La），可 考虑弯折头的有利作用减小搭接长度。图5c 构造中搭 接钢筋采用钢筋焊接网，采用平搭法搭接时搭接长度不小于1.3La，且不小于300mm。

专业条件提交与制作单位的设备参数

预制底板构件图设计中需要接收各专业条件：电气专业提供配管图和电气预埋件图；设备专业提供预留孔洞位置图。以上条件需注明调整原则和调整范围， 以便结构设计过程中微调。

制作单位的设备参数对预制底板构件图设计同样重要，关系到预制底板分块大小，钢筋网的制作方式等。

运输条件也是非常的重要因素：目前车货超出总高4m、总长18m、总宽2.5m之一属于超限运输，运输时需要提前申请。同时最大车道宽度 3.75m，最大桥隧净空高度5m，以上条件限制了构件的最大尺寸。正常运输时构件最大尺寸为2.5×2.9×13m（拖车 台面高度1.1m），超限运输时构件最大尺寸为3.75× 3.9m，长度不限制。当构件斜向放置时，能增加构件的尺寸。考虑到制作设备的因素，构件可能的最大尺寸为2.5×3.9×8.4m。

桁架叠合板施工图的组成

桁架叠合板施工图主要包括专项设计说明（包括节点构造详图）、预制底板布置图、现浇层配筋图（可与前图合并绘制）、预制底板构件图。其中预制底板构件图是制作单位制作构件的主要依据，主要包括模板图、配筋图、预留孔洞和预埋件表，配筋表和构件说明。

预制底板吊点设置要求

预制底板较小时可设置4个吊点，较大时应增加吊点数量。吊点垂直于钢筋桁架方向间距应小于平行钢筋桁架方向间距，使平行钢筋桁架方向为主受力方向以便充分利用钢筋桁架的有利作用。

图6  预制底板吊点布置

吊点根据做法分为单独设计的吊点和钢筋桁架兼做吊点（图6）；根据受力特点可分为等位移和等力两类。预制底板堆放、运输和安装时为等位移受力状态，脱模起吊和安装起吊时根据吊具不同分为等位移或等力受力状态。等位移受力状态时，能发挥钢筋桁架加强作用；等力受力状态时，能发挥钢筋桁架和底板钢筋的加强作用，因此吊装时应尽量为等力受力状态。

预应力桁架叠合板设计

预应力桁架叠合板是指预制底板施加预应力的桁架叠合板。预制底板的强度等级不宜低于C40，不应低于C30。预应力筋的保护层不应小于20mm。

预应力桁架叠合板宜采用单向受力方式，只在跨度方向施加预应力。跨度宜为3~6m，宽度1.2~2.4m。

结语

随着建筑产业化的推进，桁架叠合板的应用逐渐增多，会遇到更多问题。桁架叠合板设计是否合理对其应用和推广影响巨大，同时影响其造价的高低，只有充分发挥其技术优势和综合经济效益，才能成为建筑产业化的推动力量。