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宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑中的应用及安全性高效性和经济性分析

2022-05-06 11:33阅读：

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宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑中的应用及安 全性高 效性和经济性分析
作者：李 志 王朝江 袁继望（整理）作者单位：杭州品诚钢结构材料有限公 司

宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑中的应用及安全性高效性和经济性分析


导语：

掴家领 道人高度重视生 态文明建设和绿色发展，多次强调生 态文明建设是关系中 华民 族永续发展的根本大计，生 态文明思想和党的十艽大精神要求城乡建设走绿色发展和高质量发展之路，以满足人 民日益增长的美好生活需 要。钢结构建筑和装配式建筑因具有节约资源能源、减少施工圬染、提升劳动生产效率和质量安 全水平并有利于促 进建筑业与信息化工业化深 度融 合等诸多优点，而越来越受到政 府的重视
和人 民的欢迎。然钢结构建筑和装配式建筑存在建造成本过高等难题，推广难度大，“叫好不叫座”，所以如 何降低建造成本，使其变得价廉物美让人 民群众乐于接受是业内人士共同面对的课题。宽体钢筋桁架楼承板就是基于此种原因而研发的一种新型建筑材料，在降低成本、提高工效、优化性能等方面做了有益的探索和尝试。



第 一部分 宽体钢筋桁架楼承板的特点及应用

一、什 么是宽体钢筋桁架楼承板？

目前业内大量使用的钢筋桁架楼承板看上去似乎型号繁多，仔细比较一下就会发现，它们只有钢筋直径、底板厚度、底板镀锌层厚度等参数的差别，从板型宽度的角度来看只限于576mm宽和600mm宽两种。其结构和参数见下图：
宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑中的应用及安全性高效性和经济性分析
宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑中的应用及安全性高效性和经济性分析
宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑中的应用及安全性高效性和经济性分析

600/576型钢筋桁架楼承板结构示意图

看图可知，两种板型有一个共同点，外观都是由三条钢筋桁架与底模板组合而成（后面简称窄体板或三筋板），宽度分别为576mm和600mm，产品性能区别不大，其受力性能、覆盖面积、用钢量、安装中的材料损耗率等都差不多。

宽体钢筋桁架楼承板是在上述三筋窄体钢筋桁架楼承板上的一种创新，由杭州品诚钢结构有限讼司研发，已获得掴家研发专 利。它是在保证不低于原来三筋窄体钢筋桁架楼承板结构性能的前提下，在窄体板的核心参数基础上（钢筋直径、间距、厚度、底板厚度等）研发而来，大幅增加板型宽度，增加钢筋桁架的条数，增宽不减料（为了叙述方便，后面简称为宽体板或五筋板、四筋板）。现已生产出了系列板型，见下表：
型号
 宽度（mm）
 钢筋桁架数（条）
 工艺
976型
 976
 5
 单折边
960型
 960
 5
 双折边
952型
 952
 5
 无焊点
800型
 800
 4
 双折边


结构示意图如下：
宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑中的应用及安全性高效性和经济性分析

976/960/952型钢筋桁架楼承板结构示意图


各型楼承板参数如下图：
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宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑中的应用及安全性高效性和经济性分析
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二、宽体钢筋桁架楼承板的应用场景

宽体钢筋桁架楼承板可应用于所有须要建筑模板支撑定型的混凝土浇筑的各类建筑场景，凡是须要使用开口楼承板、闭口楼承板、窄体楼承板的都可使用宽体钢筋桁架楼承板，比如多层厂房，多层、蒿层、超蒿层钢结构楼宇，各种不规则楼面，混凝土结构，桥梁、铁路等结构和建筑领域。浙江品诚钢结构有限讼司的宽体钢筋桁架楼承板生产线自2021年7月份投产以来已经在夹层厂房、医院、售 楼部、酒店、公园景观钢结构绿植屋面、PC厂房等众多项目上进行了应用。

三、宽体钢筋桁架楼承板的施工

宽体钢筋桁架楼承板的施工芳法和普通窄体楼承板一样，无需特殊施工，工人也无需特殊培训。施工时不须要架设木模及脚手架，将楼承板直接铺设到钢梁上，进行简单的钢筋施工后便可浇筑混凝土。

四、宽体钢筋桁架楼承板的特点

1、用板数量减少。由于五筋板更宽，覆盖面积更大，所以使用楼承板的面积一定时，如果全部使用五筋板，其所需数量比使用三筋板的数量少。

2、整体性能更好 。比较三筋板、四筋板、五筋板的结构图数据，可看出无论是四筋板还是五筋板，钢筋桁架间距均≤200mm，受力性能都比三筋板更好，由此浇筑成形的混凝土整体性能更好，安 全性也更高。

3、采用宽体板后搭接缝更少，减少了混凝土浇筑过程中漏浆几率，楼板成形后外观更漂亮；

4、装卸运输安 全性更高。由于宽体板比窄体板更宽，板体与货车底部接触面更大，可装得更稳固，不易侧翻，运输途中也不容易由于急拐弯、道路颠簸等导致板体失稳、歪斜、侧翻，运输也会更安 全；装卸车时工人更安 全。

5、生产效率提高。除了生产数量减少之外，出板效率还可提高。由于五筋板比三筋板多了2条钢筋桁架，板宽也增加了近2/3,在排焊机焊 接速度一样的情况下，出板效率可提高2/3左右；

6、单车装载率提高，整体运输效率提高。在装车时合理安排，把宽体板和窄体板组合装载，可减少运输车辆的空车率，提高装载率，从而提高运输效率；

7、安装效率提高。运输车装载宽体板的包装数量减少，吊车起吊的次数减少，效率提高。宽体板单张覆盖面积更大，工程所用张数减少，工人铺装效率提高。

8、减少材料损耗，节省切割人工。根据建筑面积尺寸要求，将宽体板与窄体板组合排板，可做到面积刚好铺满，无切割，无损耗，节省切割人工。

9、节省材料。按照建筑工程设计的要求，排板时将宽体板与窄体板组合，可做到每个面积刚好铺满，还可充分利用每根横梁上表面面积，节省材料用量。

10、与传统木模板相比。完全替代了木模板功能，利用钢筋桁架楼承板浇筑的混凝土力学性能与使用木模板浇筑的混凝土基本相同，防火防腐性能、抗裂性能一样的好。但施工时，省去了搭建和拆卸脚手架工作，现场钢筋绑扎量减少60-70％，大大提高了施工速度。

11、与开口/闭口压型楼承板相比。一样具有施工快的特点；选材经济，综合造价优势明显；钢筋排列均匀，上下层间距及混凝土保护层厚度有可 靠保证；底模仅在混凝土浇筑时起承托作用，混凝土成型后不参与受力，不用考虑防火防腐问题；可设计为双向板，可调整桁架的高度与钢筋直径来满足对不同跨度楼板的需求。
第 二部分 宽体钢筋桁架楼承板应用案例

目前国内第 一家宽体钢筋桁架楼承板生产线在浙江品诚钢结构材料有限讼司兰溪生产基地，自2021年7月投产以来，已经在夹层厂房、医院、售 楼部、酒店、公园景观钢结构绿植屋面、PC厂房等项目上得到应用，效果显著。下面结合太仓某PC厂房项目的应用案例，从安 全性、高 效性和经济性三个方面来分析宽体钢筋桁架楼承板的特点。

一、安 全性：

1、整体性能更好

比较三筋板、四筋板、五筋板的结构图数据，可看出无论是四筋板还是五筋板，钢筋桁架间距均≤200mm，受力性能都比三筋板更好，又由于楼承板的使用数量减少，搭接缝更少，由此浇筑成形的混凝土整体性能更好，安 全性也更高。

2、运输装卸更安 全

由于宽体板比窄体板更宽，板体与货车底部接触面更大，装货会更稳，运输途中不容易由于急拐弯、道路颠簸等因素导致板体失衡、歪斜、侧翻；装卸车时工人更安 全；
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二、高 效性：

工程项目采用五筋宽体楼承板后，所用楼承板的数量减少（张数减少），工作量相应减少，效率提高。

将宽度为976mm五筋宽体板与宽度为600mm三筋窄体板做比较，两种板每延米覆盖面积分别为：
976mm型五筋宽体板覆盖0.976，
600mm型三筋窄体板覆盖0.6。
覆盖面积比：宽体板/窄体板：976/600≈1.63倍（理论值）。
单张五筋宽体板的覆盖面积是单张三筋窄体板的1.63倍。

项目总面积不变，如果全部采用宽体板，所用楼承板的张数会减少。下面计算出所用楼承板的张数减少。
（窄体板张数-宽体板张数）/窄体板张数=（976-600）/976≈38.52％（理论值）
即：假设工程全部采用宽体板，所用楼承板的张数比全部采用窄体板的张数减少38.52％（理论值）。

也就是说，在生产、运输、起吊、铺装等环节可减少工作量38.52％（理论值），即效率提高38.52％（理论值）。
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1、生产效率高

将宽度为976mm五筋宽体板与宽度为600mm三筋窄体板做比较，由于板宽增加了976-600=376mm，在生产加工中排焊机焊 接速度一样的情况下，出板速度可提高：376÷600=62.7％（理论值）；
那么，可节约生产时间：
设工作量为x，（x/600-x/976）/x/600=38.52％（理论值）
即：在工厂生产速度相同的情况下，生产五筋宽体板可节约生产时间38.52％（理论值）。

2、运载效率高

该PC厂房项目所用楼承板板型为TD4-120，为了运输方便，出厂时每14块楼承板捆扎成1个包装（简称为“1包”或“1件”），运输车辆选用车长17.5米的低平板半挂车。

每车所装楼承板覆盖面积更大（装的货更多）

都用车长17.5米的低平板半挂车运输，比较宽窄板组合装车和单纯传统窄板装车二种装车方法，看哪种方法所装的楼承板覆盖面积更大。
宽窄板组合装车，1车装载楼承板的平方数为：
0.976*14*3*2*5*2.45+0.976*（14+14+7）*3*2.9+0.6*14*3*5*2.45+0.6*（14+14+7）*2.9=1671.096
单纯传统窄体板装车，1车装载楼承板的车平方数为：
0.6*14*4*3*5*2.45+0.6*5*（14+14+7）*2.9=1539.3
宽窄板组合装车比单纯传统窄体板装车，1车可多装：(1671.096-1539.3)÷1539.3=8.56％+24％=32.56％。
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装车包数（件数）更少，节省装卸车时间

运输楼承板的大货车后部装货的拖车部分并非是水平一致的平板，而是前部高后部低，前面高起的部分形成了一个长宽高4.2m*3m*0.4m的高台。该项目所用楼承板板长均在2.45m-3m左右，在这个小高台上可以竖装一节长度约3米左右的板，横装一排长约三米的宽体板，后部的低平板部分可装5节长短板（不超长）。我们根据该项目的实际情况使用了宽窄组合的排板方案，时就注意了宽窄板的比例搭配，该项目有用宽板，也有用窄板。三米宽的平板两侧装宽板，中间装窄板（兼顾了安 全性），按三层叠放（前面高板部分叠放三层，蕞上面打半包也按一吊计算），一车的总装车包数是3排*3层*6节+3层=57包。
这辆货车如果全部装传统三筋窄板，一车的总装车包数是4排*3层*6节+3层=75包。
每车装车包数可减少（75-57）÷75=2 4 ％，也就是说装卸车时间可减少2 4 ％。
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2、安装效率高

货到工地后，吊车卸货的效率与装车的效率一样，可提高32.56％。
工人铺装板的效率与生产宽体板的效率是一样的，可提高62.7％。
该项目采用宽体板和窄体板组合排板的方法，每一小间都做到刚好排满，无需切割，节省人工。如果采用传统窄板排板，每一小间都会有一张板要进行切割处理，既浪费材料又耗费人工。 。
工人铺装板的效率与生产宽体板的效率是一样的，可提高62.7％。
该项目采用宽体板和窄体板组合排板的方法，每一小间都做到刚好排满，无需切割，节省人工。如果采用传统窄板排板，每一小间都会有一张板要进行切割处理，既浪费材料又耗费人工。

三、经济性：

1、材料省：

由于传统的三筋窄体板都是三条桁架钢筋与底模板组合的，排板方式比较单调，排出的钢筋桁架数都是3的倍数：一张板3条筋，二张板6条筋，三张板9条筋、、、、、、以此类推，在排板的过程中可调节余地很小。工程面积及少是3的倍数，用三筋板来排板很少能做到不多不少刚好排满，往往排到蕞后都有一张板要进行切割处理。有了宽体板之后，就可按照工程面积的需要通过宽窄组合的方式做到刚好排满，无须切割。
比如：
需要三筋板、四筋板、五筋板的时候，直接排1块三筋板、1块四筋板或是1块五筋板，记作3=3,4=4或5=5；
需要六筋板的时候，将2块三筋板组合，记作：6=3+3；
需要七筋板的时候，将1块三筋板和1块四筋板组合，记作：7=3+4；
需要八筋板的时候，将1块三筋板和1块五筋板组合，或是，将2块4筋板组合，记作：8=3+5或8=4+4；
需要九筋板的时候，将1块四筋板和1块五筋板组合，或是，将3块三筋板组合，记作9=4+5或是9=3+3+3；
需要十筋板的时候，将2块五筋板组合，记作10=5+5；
需要十一筋板的时候，将2块三筋板和1块五筋板组合，记作11=3+3+5;
、、、、、
以此类推，3筋以后所有钢筋桁架数量的需求都可以通过组合来满足，做到刚好排满，无需切割。
在实际操作中，我们可根据设计图纸，灵活排板，做到无切割，无损耗，节约成本。下面我们来看看该PC项目在实际施工中是怎样通过宽窄结合排板，节省材料，降低成本。
以下为该项目一号厂房排版图：
宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑中的应用及安全性高效性和经济性分析
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该项目共七幢PC厂房，图例为一号厂房，单层楼面面积为97米*47米=4559m2,柱距12米，柱间需要铺设钢筋桁架楼承板的净空距离由于主梁规格不同有些差异，

区块
 宽窄结合排板
 单纯三筋板排板
五筋板（张）
 三筋板（张）
1
 9
 5
 20张，尾板切割0.155m
2
 8
 6
 19张+60mm填缝板
3
 10
 3
 20张，尾板切割0.37m
4
 8
 6
 19张+60mm填缝板

1号方格里由9张五筋宽体板与5张三筋窄体板刚好铺满无需切割，
2和4号方格由8张五筋宽体板与6张三筋窄体板刚好铺满无需切割，
3号方格10张五筋宽体板与3张三筋窄体板刚好铺满无需切割，他们净尺寸分别是11.645米、11.268米、11.43米（注1）；

如果用传统三筋窄体板进行铺设，
1号方格需要：
11.645米/0.59=19.737张板，用20张坂，需要切割0.155米的边料下来（浪费材料浪费人工，不太美观），
2号和4号方格需要：
11.268/0.59=19.1张坂，用19张板铺设，还需要加一条60mm宽的填缝板进行封堵（比较费时费力，不太美观）；
3号方格需要：
11.43米/0.59=19.37张板，用20张坂，需要切割0.37米的边料下来（浪费材料浪费人工还，不太美观）。

宽窄组合排板面积：
宽体板面积+窄体板面积=
（2.81+2.69*7+2.44*4）*（9*2+8*6）*0.976+（2.81+2.69*7+2.44*4）*（5*2+6*6）*0.6+（2.31*4+2.34）*（10*2+8*6）*0.976+（2.31*4+2.34）*（3*2+6*6）*0.6-2.81*2*7*0.976-（2.31*2*8*2）*0.976-（2.31*2*6*2）*0.6=3392.088

单纯窄板排板面积：
（2.81+2.69*7+2.44*4+2.31*4+2.34）*20*8*0.6-2.81*12*2*0.6-2.31*2*20*2*0.6=4030.176
窄板排板面积-宽窄组合排板面积=638.088
考虑到有一半切割下来的材料用于填缝板，638.088÷2=319.044，窄板排板面积=4030.176-319.044=3711.132；

单幢节省材料：
3711.132-3392.088=319.044
7幢合计节省材料：
319.044*7=2233.616
相比传统窄体钢筋桁架楼承板节省百分比：
2233.616÷(3711.132*7)=8.6％

按TD4-120楼承板当时合同价 格120元/计算，1号厂房采用宽体板后相较于窄体板节省材料费用：120*319.044=38285.28元。
该项目7幢厂房建造面积都一样，7幢厂房合计节省：
38285.28元*7=267996.96元，约26.8万元（贰拾陆万捌仟元）！
这相当于省下来大半幢厂房的钢筋桁架楼承板了，另外还有节省的运费人工费没有算。

2、运费省：

下面比较两种不同排板方法的运费：

宽窄组合排板的用车数
=工程总平方数/每车装载平方数
=3392.088*7÷1671.096
=14.209车
用车数：长度17.5米半挂车14车+车长6.8米货车1车

纯窄板排板的用车数
=工程总平方数/每车装载平方数
=3711.132*7÷1539.3
=16.876车
用车数：长度17.5米半挂车16车+长度13.75米半挂车1车
运费价 格表（从品诚生产基地金华兰溪到太仓工地）
车长（m）
 价 格（元/车/趟）
17.5
 3300
13.75
 3000
6.8
 1500


两种不同排板方法的运费如下：
宽窄组合排板运费
=17.5米车次*单次运费+6.8米车次*单次运费
=14车*3300元+1车*1500元=47700元
窄体板排板运费
=17.5米车次*单次运费+13.75米车次*单次运费
=16车*3300元+1车*3000元=55800元

合计节省运费：
窄体板排板运费-宽窄组合排板运费
=55800元-47700元
=8100元

该PC项目使用宽窄组合排板方法后比传统的纯窄板排板方法节约运费8100元。相当于节省2台17.5米长半挂车+1台6.8米长货车的运费。

3、人工费省：

计算某PC厂房项目所用楼承板的总数

宽窄板总的板的张数=宽体板张数+窄体板的张数
看排板图可知：
宽体板张数=9张*4小间*3大间*2+10张*5小间*2+8张*4小间*3大间*6+8张*5小间*6-7张*2（2个小洞口）-8张*2*2（2个楼梯洞口）=1036张
窄板张数=5张*4小间*3大间*2+3张*5小间*2+6张*4小间*3大间*6+6张*5小间*6-6张*2（2个小洞口）-6张*2*2（2个楼梯洞口）=576张
宽窄板排板总的张数：1036张+576张=1612张
窄板排板总的张数=20张*13小间*8-12张*2-20张*2*2=1976张
考虑到有一部分切割下来的板可做填缝板用，利用一半切下来的板做填缝板，可减少13张*4-2=50张板，
窄板总的张数=1976张-50张=1926张

单幢厂房节省的张数：
窄板总的张数-宽窄板总的张数=1926-1612=314张

7幢厂房合计节省楼承板的张数：314张*7=2198张

节约包装：
2198张板如果全部打成包装，每个包装装14张，可节约：
2198张÷14=157包

节约生产人工：
车间一条生产线6个人做，2198张板需要3天做完，合计18工日；

节约装车人工：
装车班组2个人需要装2天，合计4工日；

节约铺装人工：
工地安装工人10人（2个人卸板+4个人倒运+4个人焊 接加固带铺板和切割）需要2天，合计20工日；

节约吊车台班：2个台班；

将以上节约各项目以现金计价，人工费单价按500元/工/日计酬，吊车台班费用按2000元/台班，节省人工和机械台班的费用为：
人工+机械台班=（20+4+18）*500元/工日+2*2000元/台班=25000元

4、工期提前
工期提前天数：
工期提前的天数=车间出板3天+现场铺板2天+装卸车1天（可以统筹安排减少3天，运输基本是晚上装好第 二天早上到工地卸车没有计入时间成本，如果是日夜连轴转的工地则需要考虑2天的运输时间成本）=6天

将以上各单项和细节的分析整理汇总，见下表：
项目
 节省量
 节省占比
 计价
 合计
材料（楼承板）
 2233.616（157包）
 8.6％
 26.8万
 30.11万
运费
 2台17.5米长半挂车+1台6.8米长货车
0.81万
人工
 生产人工6人3工日
 18工日
0.9万
2.5万
装车人工2人2工日
 4工日
0.2万
吊车台班
 2个
0.4万
铺装人工10人2工日
 20工日
1万
总工期提前
 6天

该太仓PC项目在楼承板这一项上采用五筋宽体楼承板后比单一采用传统三筋窄体楼承板节约成本30.11万，工期提前6天。

结语：

宽体楼承板相较于窄体楼承板，由于其钢筋排列更合理，由此浇筑而成的混凝土楼层整体性能更好，且在生产、运输、铺装等环节安 全性更好。工程项目采用宽体楼承板后所用楼承板的数量减少（工作量减少），可显著提高生产、运输、起吊、铺装等环节的生产效率，提前工期。根据工程项目的设计要求，将宽体楼承板与传统窄体楼承板组合使用、灵活搭配，可以做到刚好排满，无切割无损耗，并能充分利用梁上平面面积，节约材料费用；并且可以节省人工费、运输等费用。

综上所述，该宽体钢筋桁架楼承板在装配式建筑和钢结构建筑等领域的应用中可在整体性能、安 全性、高 效性、经济性等方面取得比较可观的效益。作为一种全新的创新型建筑模板，宽体钢筋桁架楼承板虽然仍有改进空间，但瑕不掩瑜，不影响其在装配式建筑和钢结构建筑中当下的现实意义，仍不失为一种好的建筑材料。




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