淺談中空樓板施工經驗

 

一、 前言

中空樓板是為了大跨度而使用,目前有設計跨度至40m之建築結構,中空樓板因無梁柱阻礙,可增加室內空間,可任意隔間,可減少樓板的傳音係數,通常使用於如禮堂、會議室、倉庫、圖書館、資料室等較大荷重之建築物。

中空樓板係由旋楞鋼管搭配鋼筋澆置混凝土而成,而旋楞鋼管則採用JIS-G3141 SPCC-SD冷帶鋼板製作,採四層式雙鉤型接合法,使板金緊密接合(如圖1),以加壓方式使鋼管外表形成浪形螺旋狀(如圖2、3),因此其強度比同厚度同管徑之其他鋼管高數倍。

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圖1 旋楞鋼管接合(四層式雙鉤型接合法)

 

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圖2、3 旋楞鋼管外表加壓形成浪形螺旋狀

二、施工概述

筆者曾在台電服務期間監造中空樓板,係為一般RC跨度長14m的中空樓板,旋楞鋼管直徑32.5㎝、厚0.4㎜,各區配管係單管排列,排列方式如圖5、6,而RHS (板)厚為50㎝,詳圖4為中空樓板區域結構平面配置圖,為確保施工品質及安全,有關中空樓板內旋楞鋼管之結構設計至責任施工,皆由合格專業的廠商作業。玆將中空樓板施工情形簡介如后。

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圖4 中空樓板結構平面配置圖

 

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圖5 中空樓板單管排列A-A剖面圖

 

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圖6 中空樓板單管排列B-B剖面

(一)模板的準備及組立

中空樓板平均的荷重,往往是一般混凝土結構板的數倍以上,因此應依據中空樓板本身的自重、施工中產生的衝擊荷重,以及作業荷重等荷重,計算產生的彎曲應力及撓度,來決定模板的厚度、格柵、貫材的尺寸、支撐的型式及間距後,繪製施工圖據以施工。由於中空樓板跨度大,均佈荷重較大,模板組立之構造必須牢固,除支撐縱橫方向必須設置水平繫條外,還要特別注意以斜撐加強,底模中央必須預拱(跨度/240)。另三層以上的建築物,其模板及支撐最少準備兩套半以上,俾便施作上層樓板時回撐。

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圖7 模板支撐平面配置示意圖

(二)放樣

模板組立完成後,依據施工圖放樣,確實標示螺旋鋼管及鋼筋等鐵件的位置。

(三)配置主副鋼筋

應按設計圖,先配置下層主副鋼筋,並以標準之水泥塊墊撐,縱向主筋之間距,應符合規範;並與螺旋鋼管保持最大骨材粒徑2.5倍的間距,以防澆置後混凝土產生蜂巢,俟安放下層設備管,及安裝旋楞鋼管後,再配置上層主副鋼筋。

(四)安放設備管

下層主副鋼筋配置完成後,即依設計圖安放水電、消防及空調等設備管,俟旋楞鋼管安裝完妥及上層主副鋼筋和肋(箍)筋配置完成後,再安放上層設備管。

(五)安裝旋楞鋼管

配置下層主副鋼筋及安放下層設備管後,即可通知專業廠商安裝旋楞鋼管,安裝時依據放樣位置,將旋楞鋼管位置固定好,以免在澆置混凝土時,發生旋楞鋼管上浮及左右移動現象,工作期程預定為二天。應於安裝前兩星期,通知製造廠商交貨,旋楞鋼管兩端在工廠須先覆上鋼板蓋密封,以防止水及混凝土滲入,旋楞鋼管必須具有足夠的勁度,可以抵抗施工時人員的踐踏,及澆置混凝土時所產生振動等額外壓力,材料強度在50㎝長、150㎏重抗壓試驗下,變形量不得大於10㎜。

(六)紮肋(箍)筋

S型肋筋兩端各有彎鉤固定於上下主筋,使上下鋼筋連成一體詳圖8。

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圖8 紮肋(箍)筋示意圖

(七)澆置混凝土

混凝土強度必須符合設計標準,為增加工作度,最大骨材粒徑2cm左右為佳,坍度15㎝~18㎝多漿之混凝土為宜,以免鋼管底下因無法灌入混凝土而產生蜂巢,另勿一次澆置混凝土到頂,必須分二次澆置,先行澆置鋼管底下,俟密實及旋楞鋼管浮力減少時,再澆置到設計厚度。

(八)養護及拆模

混凝土必須養護28天,達到設計強度後始可拆模,拆模方式應由中間位置開始,慢慢向外周拆除,避免衝擊引起之動荷重,導致構造物龜裂而影響安全。

三、結語

中空樓板係利用旋楞鋼管之優點作襯管,埋設在鋼筋混凝土樓板內,形成「中空」,去除呆荷重,成為型梁或箱型梁的特殊結構,其旋楞鋼管可兼作空調管路,因較一般混凝土板厚,因此於屋頂層具有良好的防熱效果,根據計算與實際測量溫度證明,可減少約21%裝設冷氣容量。

以往的中空樓板(單管I型梁) 之平均厚度較大,重量較重,僅能適用於肋梁式結構,近年來有廠商累積多年的經驗,已經研發了改良式的中空樓板,不僅可適用於單向及雙向的中空樓板,更可減少樓板重量約10%。

中空樓板設計參考資料表

跨度與板厚關係

傳統式

改良式

跨度

m

板厚

cm

管徑

ψ

b

cm

排管支數

P

cm

板平均厚

cm

板自重

Kg/m3

b

cm

排管支數

P

cm

板平均厚度

cm

板自重

Kg/m3

7-8

27.5

17.5

10

1

27.5

18.75

450

12

3

64.5

16.31

391

9-10

30

20

10

1

30

19.53

469

12

2

52

17.92

430

11-12

35

25

10

1

35

20.98

503

15

2

65

19.90

478

13-14

40

27.5

12.5

1

40

25.15

604

15

2

70

23.03

553

15-16

50

37.5

12.5

1

50

27.92

670

15

2

90

25.46

611

17-18

55

42.5

15

1

55

29.21

701

20

2

105

27.98

672

19-20

60

47.5

15

1

60

30.48

732

20

2

115

29.18

700

21-23

65

50

15

1

65

34.79

835

20

2

120

32.28

775

24-26

75

60

18

1

78

38.75

930

20

2

140

34.61

831

27-30

90

75

20

1

95

43.50

1044

20

2

170

38.03

913

 

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圖9 中空樓板(改良式)配置完成圖

參考資料

1.台電桃園區營業處配電中心材料倉庫新建工程中空樓板施工模板支撐計畫及計算書,良固營造有限公司編撰,83年6月。

2.台中供電區處倉庫建築工程設計圖,台灣電力公司設計,85年3月。

3.宇浤企業股份有限公司產品網頁資訊,107年12月。

4.國峰企業股份有限公司,83年3月。

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