現澆無梁樓蓋技術經濟性研究

劉亮 周利 胡冰

(中鐵二十局房地產開發有限公司，重慶 400060)

0 引言

現澆混凝土空心樓蓋具有混凝土用量少、結構自重輕、地震作用小、提高隔熱隔聲性能、降低層高、跨度大、降低工程總體造價等優點，近年來這種結構已廣泛應用于商場、辦公樓、圖書館、教學樓、車庫等建筑中，尤其適用于具有大跨度柱網、大荷載結構，對層高有限制要求的建筑中。

現澆混凝土空心樓蓋是按一定規則放置埋入式內膜后，經現場澆筑混凝土在樓板中形成空的樓蓋。CECS 175∶2004現澆混凝土空心樓蓋技術規程中明確了內膜的概念，即埋置在空心樓蓋中用以形成空腔且不取出的物體，主要起到規范成孔形狀的作用，不參與結構受力，這種埋入式內膜有空心、實心筒體和空心箱體多種形式。

1 問題的提出

現澆混凝土空心樓蓋因具有較多的優越性，尤其是能顯著改善使用功能而受到廣泛應用，但在應用過程中其真實的經濟性往往受到質疑，嚴重制約和影響該項技術在實際工程的應用和發展。從結構設計方面來講，安全性和經濟性是兩個對立的方面，但甲方更關心工程造價，所以在相似的設計條件下，進行現澆混凝土空心樓蓋與傳統梁板結構的經濟性研究，從而總結出該項技術的經濟可行性就很有必要了。

2 設計優化原理

它的設計原理是，在混凝土受彎構件中，對正截面而言，可以把受拉區混凝土除去一部分，形成T形截面構件，這樣可以節約材料和減輕自重。從正截面強度來看，兩種樓蓋的承載能力是等同的。基于這一原理，在現澆樓板中放置空心薄壁筒體構件，形成孔洞，沿布管方向的板的正截面就變成了“工”字形截面;垂直于布管方向的板的正截面變成了平面外有聯系的“工工”字形截面，這種“工”字形截面和“工工”字形截面的承載能力與等量的實心板是相同的。由于“工”字形截面減輕了自重，故板的配筋比等厚的實心板要少，同時也減輕了柱和基礎的荷載，所以在柱和基礎的設計中，可以比實心板方案的柱和基礎設計得節省。通過兩種方案的對比，現澆空心板方案比實心板方案的綜合造價要節省。

3 案例技術經濟比較分析

某開發工程地下室頂板樓蓋結構，柱網8.4 m×8.4 m，梁柱主筋均采用三級鋼，混凝土等級C35，采用傳統主次梁板結構與空心樓蓋結構兩種不同的樓蓋方案，荷載分別取覆土1.5 m走消防車，覆土1.5 m不走消防車，既不覆土也不走消防車三種工況進行對比分析，各種情況的工程量比較如下。

3.1 采用現澆混凝土空心樓蓋

3.1.1 荷載工況一:覆土1.5 m走消防車

柱網8.4 m ×8.4 m，柱子600 mm ×600 mm，框架暗梁700 mm ×450 mm，空心樓板板厚450 mm，柱帽2.0 m ×2.0 m，計算簡圖及鋼筋構造布置見圖1。

圖1 空心樓蓋平面布置方案（一）

3.1.2 荷載工況二:覆土1.5 m不走消防車

柱網8.4 m ×8.4 m，柱子600 mm ×600 mm，框架暗梁700 mm ×400 mm，空心樓板板厚400 mm，柱帽 2.0 m ×2.0 m，計算簡圖及鋼筋構造布置見圖2。

3.1.3 荷載工況三:既不覆土也不走消防車

柱網8.4 m ×8.4 m，柱子600 mm ×600 mm，框架暗梁500 mm ×300 mm，空心樓板板厚300 mm，柱帽 2.0 m ×2.0 m，計算簡圖及鋼筋構造布置見圖3。

3.2 采用普通梁板體系

柱網8.4 m×8.4 m，柱子600 mm×600 mm，也按三種工況分析，結構平面布置圖見圖4～圖6。

3.3 微觀經濟性分析

以上三種荷載工況及兩種結構體系結構的鋼筋用量及混凝土用量見表1～表3。

通過對8.4 m×8.4 m柱網不同荷載的結構計算顯示，現澆混凝土空心樓蓋與普通樓板結構比:

1)在大荷載(覆土或覆土過消防)條件下，現澆混凝土空心樓蓋含鋼量節省近23%，經濟性比較明顯;

圖2 空心樓蓋平面布置方案（二）

2)在一般荷載(普通車庫)條件下，兩者含鋼量相差不多，經濟性表現一般;

3)二者無論在何種工況下混凝土用量基本持平;

4)研究表明，采用現澆混凝土空心樓蓋比傳統普通梁板結構可節省模板25%～42%。

表1 1.5 m覆土走消防車

表2 1.5 m覆土不走消防車

表3 普通車庫

圖3 空心樓蓋平面布置方案（三）

圖4 覆土1.5 m走消防車結構平面布置圖

3.4 綜合經濟性能分析

采用現澆混凝土空心樓蓋并不僅僅是自身經濟造價的節約，還具有其他方面十分優越的特點:

1)現澆混凝土空心樓蓋在大開間的柱網中采用空心樓蓋都取消了次梁，在有自動噴淋消防系統的房屋中，可以節省水、電設施費(減少噴頭、管網的費用);

圖5 覆土1.5 m不走消防車結構平面布置圖

圖6 既不覆土也不走消防車結構平面布置圖

2)無次梁甚至無框架梁平板給裝修及吊頂帶來極大的方便，大大減少了吊頂的費用，設置可以無需吊頂;

3)大荷載大柱網的情況下，凈高可以提高500 mm左右，有利于水平管線、空調管道的安裝;

4)由于空心樓蓋采用了封閉空腔結構，減少了熱量的傳遞，使隔熱、保溫性能顯著提高。

4 結語

現澆混凝土空心樓蓋在大荷載大柱網的情況下，比傳統普通梁板結構含鋼量節省近23%，模板節約25%～42%，同時還能節約其他配套的相關費用，優化了建筑使用功能，具有明顯的經濟效益和社會效益。

［1］CECS 175∶2004，現澆混凝土空心樓蓋技術規程［S］.

［2］GB 50010-2002，混凝土結構設計規范［S］.

［3］JGJ 3-2002，高層建筑混凝土結構技術規程［S］.