現(xiàn)澆空心樓蓋結構設計與應用淺析

1、    現(xiàn)澆空心樓蓋結構設計與應用淺析    張宏喜摘要現(xiàn)澆空心板是近年來流行的一種新型樓板結構形式，常用于對層高（或梁高）有限制的、大空間適用功能的工程。樓蓋分析簡單承載力大，樓板折算后實際厚度小，減少自重，增加樓層有效高度，隔音、隔熱、保溫效果優(yōu)良。關鍵詞現(xiàn)澆空心樓蓋；設計；施工；注意事項現(xiàn)代住宅和公共建筑發(fā)展的多樣性要求傳統(tǒng)的結構形式和施工作業(yè)方法不斷改進以適應時代的發(fā)展。現(xiàn)澆空心樓蓋在近些年來的不同結構形式的工程中得到了廣泛的應用，收到了良好的社會效益。它能很好地滿足大空間、大跨度柱網(wǎng)的住宅和公共建筑的要求?？招臉巧w是基于實心樓蓋的基礎上，在樓板

2、內部按照一定的規(guī)則放置高強、輕質內模，用以取代部分混凝土，從而減少了混凝土用量，減輕結構自重：降低了墻、柱等的地震作用和基礎的荷載，節(jié)省造價；同時也增加了樓層剛度（空心板厚度比實心板大），有效防止樓板裂縫的出現(xiàn)；由于其實現(xiàn)了大跨度樓蓋，故而減少了次梁的設置，滿足層高的要求，使有效空間充分利用，從而在室內感覺平整舒適、美觀：另外這種樓蓋的隔音、隔熱、保溫性能均優(yōu)于實心板；由于樓蓋自重降低，使地震力減小，這不僅對基礎設計有利，而且對結構抗震更為有利。由于現(xiàn)澆混凝土空心板在不增加混凝土用量的前提下大幅增加樓板的厚度，充分發(fā)揮板中混凝土和鋼筋的使用效率，因此現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在大跨度及地下車庫的使用中

3、具有巨大的技術優(yōu)勢。1.空心樓蓋誕生的力學原理工程結構中作為受彎構件的樓板，由受拉區(qū)和受壓區(qū)構成，拉力和壓力集中在截面的上下兩側構成力矩，而截面中部對抗力的影響很小。因此，在受壓區(qū)配置混凝土，在受拉區(qū)配置鋼筋并包裹足以錨固和協(xié)調受力的混凝土層，而將中部的混凝土挖去，由此形成空心，形成“工”字形截面構件，其抗彎承載力基本未受到影響。在一般情況下可以節(jié)省混凝土量30%50%。基于這一原理，通過優(yōu)化受力體的截面形式，在現(xiàn)澆鋼筋混凝土實心板中埋置永久式內模，待混凝土澆筑后形成空腔，是為空心樓蓋（圖1）?，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋類似于密肋樓蓋。兩者均能有效減輕樓蓋的自重，但前者為形成了帶上、下翼緣的“工”字型

4、交叉梁系樓蓋，而后者則是僅為上翼緣的“t”字型交叉梁系樓蓋?？招臉巧w帶有下翼緣，且板中暗肋間距較密肋樓蓋的肋間距小，因而其受力更加均勻，剛度更大，整體性更好。2.空心樓蓋體系（內模）的形式2.1薄壁方箱體在現(xiàn)澆混凝土樓蓋中有規(guī)則埋入內置薄壁方箱模（帶加強層與漏漿孔的發(fā)泡材料填充箱），使鋼筋混凝土樓蓋內部形成一定間隔雙向網(wǎng)格現(xiàn)澆肋的鋼筋混凝土空心樓蓋，薄壁方箱是一種全內置芯模，能有效約束現(xiàn)澆混凝土的變形和撓度，具有重量輕、強度高的優(yōu)點。薄壁方箱主要為正方形或長方形薄壁空心小尺寸全封閉無通孔箱體，一般多采用邊長尺寸為500mm×500mm、600mm×600mm、700mm&#

5、215;700mm、800mm×800mm、900mm×900mm等。2.2筒芯體在現(xiàn)澆混凝土樓蓋中沿某一方向放置高強、輕質管體（管兩端事先封閉）即順管方向，或者順管方向和橫管方向按照一定規(guī)律組合的順序放置，形成空心樓板的內模。以上為現(xiàn)行空心樓蓋內模的兩種常用形式，此種形式方便現(xiàn)澆混凝土均勻流入、密實填充包裹內模，從而形成空心樓蓋。另外，其他形式的內模（實心簡體、塊體）原理同上，在此不再贅述。3.樓蓋設計注意事項3.1板厚現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結構規(guī)程中規(guī)定：現(xiàn)澆混凝土空心樓板截面的尺寸應根據(jù)計算確定，并應符合下列規(guī)定：筒芯內模樓板的厚度不宜小于180mm。箱體內模樓板的厚度不

6、宜小于250mm；邊支承空心樓板的跨高比對單向板不大于30，對雙向板跨度按短邊計不大于40；鋼筋混凝土無梁的柱支承樓板跨度按長邊計，有柱帽時不大于35，無柱帽時不大于30?？蚣?、框剪、框筒、剪力墻、磚混結構體系中樓（層）蓋板厚度取值見表1。通常實際設計樓蓋時，多不采用上述之上限，原因是樓板撓度難以滿足要求和裂縫的考慮，當樓板面荷載為2.04.0kn/m2時或有輕質隔斷等情況時，對單向板跨高比取25-28，雙向板跨度按短邊計取26-30：當荷載小于等于2.0kn/m3時，跨高比取30。3.2樓板折算自重現(xiàn)澆混凝土空心樓板的體積空心率不宜小于25%，也不宜大于50%。樓板自重折算，應慎重：不能簡單

7、地按照截面孔隙率計算，要根據(jù)實際內模布置情況，考慮實心板帶、暗梁的重量以及不同材料的容重，綜合材料的技術參數(shù)和其提供的折算率計算，避免應樓板的自重考慮不足，造成結構計算的失真和安全缺陷。另，根據(jù)文獻剛度等效原理，采用公式（1）計算樓板折算厚度或文獻中的計算方法確定。公式（1）：3.3肋寬，樓板上、下翼緣厚度（1）筒芯內模：規(guī)程規(guī)定，順筒肋寬與筒芯外徑的比值不宜小于0.2，順筒肋寬尺寸對非預應力鋼筋砼樓板不應小于50mm，對預應力混凝土樓板不應小于60mm。當筒芯沿順筒方向間斷布置時，橫筒肋寬不應小于50mm。樓板上、下翼緣厚度（即板頂厚度和板底厚度）取0.1-0.2h（h為板厚），宜相等且不應小于40mm。（2）箱體內模：箱體間肋寬與箱體高度的比值不宜小于0.25，肋寬尺寸，對鋼筋混凝土樓板不應小于60mm，對預應力混凝土樓板不應小于80mm。板頂厚度、板底厚度不應小于50mm，且板頂厚度不應小于箱體底面邊長的1/15。根據(jù)不同板跨及樓面荷載的不同，在實際工程的設計經(jīng)驗應用中，一般非預應力雙向板采用的板肋寬度、翼緣厚度見表2。3.4樓板內暗梁混凝土空心樓板上不宜設置隔墻，如必需設置隔墻時應在該部位墻下設置通長的暗梁（該區(qū)域改用實心板），暗梁寬度可取300600mm（或當有框架柱時同框架柱截面