簡述混凝土空心樓蓋在建筑工程中的應用

李方

（筑博設計股份有限公司重慶分公司　重慶渝北　401122）

簡述混凝土空心樓蓋在建筑工程中的應用

李方

（筑博設計股份有限公司重慶分公司重慶渝北401122）

簡要介紹了混凝土空心樓蓋的形成、發展和性能特點，以及裝配箱混凝土空心樓蓋和現澆內置模空心樓蓋的區別，簡要分析了裝配箱空心樓蓋體系的技術原理、產品使用特點、應用前景以及存在的問題，對該產品的未來發展進行了展望。

空心樓蓋；內置模；裝配箱；工程應用

1　空心樓蓋的形成

1.1產生

樓蓋是鋼筋混凝土結構體系的重要組成部分，傳統的樓蓋體系以現澆為主，主要有主次梁樓蓋，（單向）密肋梁樓蓋，井字梁樓蓋，無梁樓蓋等，預制的有早期的預應力混凝土預制空心板和混凝土預制槽形板及平板等。

現澆混凝土空心樓板是近十幾年來發展起來的一種新型樓蓋體系，是“采用內置或外露填充體，經現場綁扎鋼筋、澆筑混凝土而形成的空腔樓板”，它繼承了密肋樓蓋的受力特點，具有自重輕、省材料等優點，因而在實際工程中得到越來越廣泛的應用。裝配箱混凝土空心樓蓋是在內置模現澆空心樓蓋的基礎上演變而來，具體是“在現場按設計要求布置裝配箱、綁扎肋梁的鋼筋骨架，然后在箱體間澆筑混凝土而形成的密肋空腔樓蓋”，是一種較為新型的空心樓蓋形式。

1.2形成

空心樓蓋是用輕質材料以一定規則排列，并替代實心樓蓋一部分混凝土形成空腔或者輕質夾心，使之形成空腔與暗肋，形成空間蜂窩狀受力結構，這種結構體系既減輕了樓蓋自重，降低了樓蓋結構高度，又保持了樓蓋的大部分剛度與強度。空腔采用預埋內膜現澆混凝土后，形成內置模現澆空心樓蓋；用配筋混凝土預制形成帶空腔的受力構件再與現澆混凝土暗肋整體澆筑，形成裝配箱空心樓蓋。

1.3適用范圍

由于空心樓蓋充分發揮了樓板的空間受力作用，因而廣泛應用于大跨度、大空間的多、高層建筑，如地下車庫、商業建筑、辦公建筑、圖書館、展覽館、教學樓、車站等大中型公共建筑，以及工業廠房、倉庫等工業建筑。并且由于減少了主梁、次梁，也適用于需靈活間隔、或經常改變使用功能的建筑，如：賓館、娛樂場所、住宅、公寓等。

2　現澆和裝配混凝土空心樓蓋的性能特點

2.1方便設備安裝

由于空心樓蓋取消了外凸的主、次梁，頂板平整，電纜可在空腔內預埋，消防水管、電纜橋架、空調風管的布置更加靈活、自由、美觀，設備的安裝更加方便。

2.2綜合經濟效益提高

（1）樓板混凝土用量降低10～30%，樓板用鋼量減低20～30%。模板用量減少。

（2）層高不變，每層凈空增加300～400mm；對于地下停車庫底層可少挖土石方300～400mm，減少擋墻和基坑支護高度，從而達到節省材料的目標。

（3）由于豎向高度減小，節省了墻柱、樓梯、電梯井道、車庫坡道等豎向構件的材料使用，同時帶來圍護結構（隔墻）、豎向設備管道的節省。

（4）對于地下車庫、商場等公共建筑，由于頂板平整，可減少消防噴淋數量。

（5）節約裝修費用：樓板板底平整不現梁，無需吊頂，并且由于頂板表面積減小，可大大減少抹灰量。

（6）由于材料的節省，使得建造總工期可縮短10～15%。

2.3節約層高，提升凈高

如果保持凈高不變，每層層高，可降低300～400，同樣的樓高下，可多得樓層約8%。

2.4抗震性能好

空心樓蓋自重輕，能有效降低地震作用，提高抗震性能。在汶川地震中，采用空心樓蓋的建筑都具有良好的表現。

2.5使用功能優良

由于頂板平整，便于空間靈活隔斷；而且頂板空間更開闊美觀，使用更加方便。與無梁樓蓋相比，無柱帽，無突出部位；由于有暗肋的支撐作用，樓板比普通樓板薄，因而開洞也更加方便。

2.6良好的隔音、隔熱、保溫效果

空心樓蓋的封閉空腔技術大大減少了噪音的傳遞，樓蓋隔音效果提高5～12dB、解決了圖書館、教學樓、住宅、醫院、療養院等噪音問題。同時能夠減少熱量的傳遞，使隔熱、保溫性能得到顯著的提高，大大降低了空調費用，而對大型冷庫、儲物庫等，此種效益尤為明顯。

3　混凝土空心樓蓋的局限性和存在的主要問題

3.1混凝土空心樓蓋的使用局限性

任何事物都有其兩面性，空心樓蓋也不例外，既有眾多優點，也必然存在其固有的局限性，主要表現在以下方面：

（1）荷載較大的部位不宜采用空心樓蓋，宜做成實心樓蓋，《現澆混凝土空心樓蓋技術規程》第4.1.4條規定：直接承受較大集中靜力荷載的樓板區域，不宜布置填充體；.直接承受較大集中動力荷載的樓板區域，不應布置填充體。空心樓蓋上翼緣較薄，難以固定膨脹錨栓，較大的靜力和動力設備無法在薄板上固定和安裝，而且樓板無法承受其剪力和沖切荷載。

（2）柱網尺寸較小、樓板跨度不大的建筑不宜采用現澆鋼筋混凝土空心樓蓋，綜合多方因素考慮，此時采用傳統實心樓蓋更為經濟。

（3）根據《高層建筑混凝土結構技術規程》第3.6.3條規定，空心樓蓋不宜用于房屋的頂層、結構轉換層、作為上部結構嵌固部位的地下室樓層以及平面復雜或開洞過大的樓層，而應采用現澆梁板結構。《建筑抗震設計規范》6.1.14條規定，地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時，應避免開設大洞口；地下室在地上結構相關范圍的頂板應采用現澆梁板結構，相關范圍以外的頂板宜采用現澆梁板結構。

3.2混凝土空心樓蓋存在的主要問題

（1）計算方法有待完善

目前規范推薦的計算方法有擬板法、擬梁法、經驗系數法、等代框架法等，屬于近似計算方法；另外也可以采用基于殼單元的有限元法計算，屬于精確計算方法。但以上方法都不能完全真實地反映空心樓蓋的實際工作機理，有待進一步完善。有關的科研機構正在做這方面的專門研究工作，在不久的將來必將充實和完善空心樓蓋的計算理論。

（2）相關設計、制作、施工規范還有待完善

現有的設計、制作和施工規范還不能解決設計、制作和施工中遇到的所有問題，有待進一步改進和完善，以便更好地指導設計、制作和施工，推動產業的良性發展。現在的規范編制和技術研究、推廣多為廠家推動，政府投入和主導不夠。

（3）施工工藝還有待改善

目前內置模施工中容易出現以下質量問題：

①澆筑混凝土時填充體易上浮、橫向移動，需設置抗浮鋼筋將其固定，增加材料用量和施工工作量。

②內置模下部混凝土容易振搗不密實：影響混凝土質量，需加強施工措施，增加施工工作量。

③GBF薄壁空心管、EPS聚苯乙烯芯模在施工過程中易破損，影響施工質量甚至造成安全隱患。

以上局限性和不足之處，也限制了空心樓蓋在工程中的進一步推廣使用。

4　裝配箱（空心箱，疊合箱）空心樓蓋技術

鑒于現澆混凝土空心樓蓋存在上述問題，有必要找到一種更好的樓蓋形式，使之既具有空心樓蓋的優點，又能克服其弱點，應該說裝配箱（空心箱，疊合箱）空心樓蓋技術就是在這種情況下應運而生的。該樓蓋體系由現澆混凝土空心樓蓋發展演變而來，裝配箱/空心箱/疊合箱為預制構件，與密肋梁通過現場澆筑混凝土形成梁、板合一的整體樓蓋，參與結構整體受力，因此該樓蓋體系是箱形截面的密肋梁樓蓋。具有底部平整、大空腔蜂巢構造、空間受力的特性。

除具有空心樓蓋的所有優點外，裝配箱空心樓蓋具有自身的優勢：與密肋樓蓋相比，它增加了底板，從而增加了抗扭能力，提高了整體性能；與無粘結預應力無梁樓蓋相比，其施工技術要求低，技術經濟指標高，無后期的繁瑣維護。作為現澆空心樓蓋的替代產品，與現澆空心樓蓋相比，具有各方面的優勢和特色，如表1所列。

由表1可見，裝配箱空心樓蓋結構克服了現澆內置模空心樓蓋的一些弊端，在材料和施工工藝方面進行了改進和完善，因而施工更方便快捷，質量更安全可靠。

除此之外，裝配箱空心樓蓋在技術經濟指標上也有著比較突出的優勢，尤其是采用了預制裝配整體式的生產工藝，符合國家節能、節材，綠色環保以及建筑業工廠化的發展趨勢，是一種發展前景優良的先進技術。只是由于技術推廣和市場開拓方面等等諸多因素，與現澆內置模空心樓蓋相比市場占有率并不高，在全國各地區間的發展也極不平衡。

表1　內置模現澆空心樓蓋與裝配箱空心樓蓋材料和工藝對比簡表

5　結語

本文旨在拋磚引玉，簡要介紹了混凝土空心樓蓋在工程應用中的現狀、問題和前景，著重關注了裝配箱（空心箱，疊合箱）空心樓蓋技術的工藝和技術特點，以引起業內同行的關注和深入探討。該技術在工程應用中的問題和困惑還很多，在這里無法一一盡數，有待于進一步的學習和研究，以期更好地推進該技術的推廣應用和產業的健康發展。

[1]《高層混凝土結構設計規程》（JGJ3-2010）[S].

[2]《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）[S].

[3]《現澆混凝土空心樓蓋結構技術規程》（JGJ/T268-2012）[S].

[4]《裝配箱混凝土空心樓蓋結構技術規程》（JGJ/T207-2010）[S].

TU755

A

1673-0038（2015）38-0096-02

2015-9-1

李方（1966-），男，重慶江津人，工程師，碩士，主要從事結構設計和管理工作。