淺談現(xiàn)澆空心樓蓋的設計及應用

崔繼付（甘肅省建筑設計研究院，甘肅　蘭州　730030）

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淺談現(xiàn)澆空心樓蓋的設計及應用

崔繼付
（甘肅省建筑設計研究院，甘肅蘭州730030）

摘要：目前建筑樓板普遍采用有梁樓蓋或無梁樓蓋，而梁樓蓋不能滿足建筑物凈高的要求且增加了層高，不利于抗震。因此，需尋找一種即能滿足建筑功能要求又能降低工程造價的新結構形式，以解決大開間、大跨度樓蓋尤為重要。現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術，很好地解決了上述問題。

關鍵詞：現(xiàn)澆空心樓蓋;GBF竹芯盒

1　工程概況

蘭州市某中學教學樓工程地上6層，一層層高3.90m,其他層層高均為3.600m。為滿足學校教學使用要求,做大開間,大進深,采用大柱網(9.90mx7.10m)的框架結構體系,每個教室只有四角設置框架柱，使教室內部比較平整,美觀。因此在柱網為9.9mx7.1m的教室內不設置次梁，采用現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結構。板厚取270mm，教室凈高為3.330m。該結構體系具有剛度大、強度高、建筑物自重減輕、建筑設計簡單明快、功能靈活多樣、隔音效果好、施工簡單易行等諸多優(yōu)點，在教學樓中得到廣泛的應用，并得到校方的好評。

2　現(xiàn)澆空心樓蓋的概念及應用

2.1現(xiàn)澆空心樓蓋

按一定規(guī)則放置埋入式內膜后，經現(xiàn)場澆筑混凝土而在樓板中形成空腔的樓蓋。

2.2埋入式內膜

是埋置在現(xiàn)澆空心樓蓋中用于形成空腔且不取出的筒芯、箱體和筒體、塊體的總稱。GBF預埋芯模共有4種類型：1）GBF加勁肋管；2）GBF高復合薄壁管；3）GBF竹芯盒；4）GBF蜂巢芯盒。本文僅以GBF竹芯盒為例進行說明。GBF竹芯盒由GBF高強復合材料制成的四側有封堵的方形薄壁盒。GBF竹芯盒截面尺寸:長度(mm)x寬度(mm)×高度(mm)=500mm×500mm×150mm。GBF竹芯盒在工程中的布置詳如圖1所示。

圖1　GBF竹芯盒在實際工程中的設置

2.3GBF竹芯盒物理性能（見表1）

表1　GBF竹芯盒物理性能

2.4空心樓蓋不宜用于下列三種的房屋

1）有振動荷載作用和潮濕環(huán)境的房屋。

2）開洞較多、工藝經常變動的實驗室及輕工業(yè)廠房。

3）各種復雜體系結構、特別不規(guī)則結構及轉換層結構的轉換部分、錯層結構的錯層部分、連體結構的連體部分、多塔樓間裙房連接部分。

3　現(xiàn)澆空心樓蓋的設計

3.1結構內力分析

1）構分析宜采用彈性分析方法，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的自重應考慮空心的影響，整體結構分析時，可通過折實厚度考慮樓蓋自重。現(xiàn)澆空心樓蓋結構承載能力極限狀態(tài)設計的效應組合設計值按照《建筑結構荷載規(guī)范》、《建筑抗震設計規(guī)范》的規(guī)定進行設計。正常使用極限狀態(tài)設計的荷載組合設計值按《建筑結構荷載規(guī)范》的規(guī)定進行設計。

2）對規(guī)則布置的現(xiàn)澆空心樓蓋結構可按邊支承樓蓋結構進行內力分析。

3.2結構整體計算

1）現(xiàn)有的計算程序(PKPM系列)在結構整體計算時,無法準確計算現(xiàn)澆(預埋GBF竹芯盒)空心樓蓋,可按折算厚度計算,按等面積、等形心、等慣性矩簡化為工字形截面。現(xiàn)澆空心樓板折算厚度計算模型如圖2所示。

圖2　澆空心樓板折算厚度計算模型

GBF竹芯盒現(xiàn)澆空心板的折算厚度h'=(h-h1)+ h1t/B。

2）雙向板承載能力極限狀態(tài)計算，可按雙向板計算內力（擬板法），也可按正交工字形井式梁計算內力（擬梁法）。邊支承雙向板按彈性分析方法求得的內力，每個方向正、負彎矩之間的調幅不應超過20%。考慮彎矩調幅的現(xiàn)澆空心樓蓋，其正截面承載力計算中的截面受壓區(qū)高度不宜大于受壓區(qū)最小翼緣厚度。根據(jù)內力進行正截面抗彎配筋和斜截面抗剪配筋，斜截面抗剪應按折算的肋寬進行計算。現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在正常使用極限狀態(tài)下的剛度（撓度）按《混凝土結構設計規(guī)范》第8.2條的規(guī)定進行驗算；撓度限值符合《混凝土結構設計規(guī)范》第3.3.2條的規(guī)定。本工程空心樓蓋的撓度1/569L0＜1/250L0滿足規(guī)范要求。現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在正常使用極限狀態(tài)下的抗裂和最大裂縫寬度，按《混凝土結構設計規(guī)范》第7.1條的規(guī)定進行驗算，其裂縫控制等級和最大裂縫寬度限值符合《混凝土結構設計規(guī)范》第3.4.5條的規(guī)定。本工程空心樓蓋的裂縫寬度ω= 0.147mm＜0.3mm滿足規(guī)范要求。

3.3構造要求及加強措施

1）現(xiàn)澆普通混凝土空心樓蓋（邊支承雙向板）的經驗跨高比：連續(xù)35～40；簡支30～35。

2）現(xiàn)澆普通混凝土空心樓蓋的體積空心率對于空心芯筒不宜小于25%，也不宜大于50%,對于空心芯盒不宜大于70%；GBF竹芯盒間距S≥70mm,竹芯盒壁到板頂、板底凈距不應小于50mm。

3）縱向受力鋼筋的混凝土保護層厚度要符合最小厚度的要求；鋼筋的錨固長度、搭接長度應符合規(guī)范要求。

4）除滿足計算及抗震構造要求外，對支撐空心樓蓋的邊框架梁采取加強措施，如加強腰筋及箍筋設計，以增強邊框架梁的抗扭性能。適當加強與空心樓蓋相連的普通樓板的厚度及負筋設計。

5）對大跨度現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋，宜進行豎向自振頻率驗算，其自振頻率不宜小于表2的限值。

表2　自振頻率

6）現(xiàn)澆空心板的厚度：當采用空心芯筒時，其厚度不宜小于180mm；當采用空心芯盒時，其厚度不宜小于250mm。

參考文獻：

[1]現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結構技術規(guī)程（JGJ/T268-2012）中國建筑工業(yè)出版社，北京：2012.

[2]現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋（05SG343）[S].中國建筑標準設計研究院,2007.

[3]建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2012）[S].中國建筑工業(yè)出版社,北京2002.

[4]混凝土結構設計規(guī)范（GB50010-2010）[S].中國建筑工業(yè)出版社,北京:2010.

中圖分類號：F407