箱體現澆混凝土空心樓蓋在某酒店結構設計中的應用

文/曾洪超 湖南城市學院規劃建筑設計研究院 湖南長沙 410000

譚子豪 湖南省建筑設計院有限公司 湖南長沙 410000

現澆混凝土空心樓蓋起源于20世紀40年代，并在80年代引入我國，是由采用內置或外露填充體的空心樓板和支承梁（或暗梁）等水平構件形成的樓蓋結構。填充體的作用主要是用輕質材料永久替代實心樓板中對受力和變形影響不大的混凝土，減輕結構自重，同時便于模板安裝和混凝土澆筑。填充體按形狀和成型方式大致可分為以下幾種：管狀、棒狀、箱狀、塊狀和板狀成型的填充體。為了達到預期效果，填充體質量至關重要：重量最輕、具備一定剛度、嚴格控制外觀尺寸、綠色環保。現澆混凝土空心樓蓋具有自重輕、有效降低結構層高、整體抗震性能好、施工周期短、空間分隔靈活、隔音隔熱效果好等優勢，近年來被廣泛應用于各類建筑。

1、工程概況

某五星級酒店用地面積4.2萬m2，總建筑面積12.17萬m2，其中地上7.11萬m2，地下5.06萬m2。建筑層數地上12層，地下2層，高度57.66米。酒店地下2層層高分別為負2層4.3m，負1層4.2m，包括地下車庫、SPA洗浴區、后勤辦公區、各類設備房、庫房及餐飲區。1～2層為餐飲宴請區，1層層高6m，2層層高5.7m。3層以上為客房，層高4m。本工程周邊道路高差較大，兩層地下室為半地下室，西側為全埋，南側為半埋，東側直接跟道路銜接，北側設置下沉式廣場。

本工程為框架（框剪）結構，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，建筑抗震設防類別為丙類，建筑安全等級為二級，設計使用年限為50年。典型平面柱網為8.4mX9.0m，地下室頂板覆土厚度為1.2m，整體計算嵌固端取地下室底板面。

由于本工程地下室功能復雜，樓層平面內水暖電各設備管線眾多，對樓層凈高要求較為嚴格、相當一部分區域內荷載較大、建設方要求除車庫外各功能區域需滿足后期使用空間靈活分隔，采用普通梁板樓蓋顯然無法同時滿足上述要求。因此，本工程在地下2層采用現澆空心樓蓋，1層以上均為普通梁板樓蓋。

2、空心樓蓋體系的設計

本工程現澆混凝土空心樓蓋填充體采用輕質鋼網箱，鋼網箱自重不超過15kg/m2，負一層樓面為單邊外露填充體，首層樓面為內置填充體。鋼網箱采用600X900的標準箱，不能采用標準箱的區域采用600X600或300X900的非標箱體，箱體與箱體之間留設150mm寬肋梁。負一層空心樓板根據板面荷載大小采用三種截面型式：空心板厚420～450mm，箱體上部板厚為80～110mm，箱體高290～320mm，箱體底部抹20mm厚水泥砂漿。首層空心樓板采用兩種截面型式：1、室內空心板厚420mm，箱體上部板厚為80mm，箱體高290mm，箱體底部板厚為50mm；2、室外覆土區域空心板厚450mm，箱體上部板厚為90mm，箱體高290mm，箱體底部板厚為70mm。各空心樓板板厚與板跨比值均大于1/22，為厚空心樓蓋。負一層與首層空心樓板剖面示意圖見圖1。

圖1

柱與柱之間布置框架暗梁，暗梁梁寬同柱寬，梁高同空心板厚。通過整體澆筑混凝土使樓蓋雙向均形成若干個小“T”字形梁或“工”字形梁受力的現澆空心板，密肋形“T”字形梁或“工”字形梁支承于框架暗梁，整體形成沒有明梁的網狀暗肋框架梁結構。空心樓蓋在框架柱處根據計算需要決定是否設置柱帽，本工程負一層與首層室內均不設置柱帽，首層室外由于考慮覆土荷載、消防車荷載和施工荷載需設置柱帽抗沖切。

本工程現澆混凝土空心樓蓋采用北京盈建科股份有限公司開發的YJK1.8.0進行計算。YJK軟件在建模中設置了專門的現澆空心板布置菜單，把暗梁當作普通梁輸入，在上部結構計算中按照普通梁方式計算暗梁，按照樓板有限元方式計算現澆空心板。該軟件對空心板的計算提供了兩種模型：密肋梁計算（交叉梁法）、有限元計算。板這兩種計算方法均只考慮恒活載，沒有考慮風荷載和地震作用。該軟件可以直接輸入空心樓蓋板厚和填充體尺寸，可自動計算空心樓板自重，填充體當附加恒載手動收入。空心樓蓋計算時需對空心樓板定義為彈性板6，并勾選“梁與彈性板變形協調”，這種計算模式將使樓板和梁變形協調，共同承擔荷載。計算參數的彈性板荷載計算方式應選擇有限元方式：在上部結構計算時，恒活面荷載直接作用在彈性樓板上，不被導算到周邊的梁墻上，板上的荷載是通過板的有限元計算才能導算到周邊桿件。經有限元計算后板上荷載不僅傳到周邊梁墻，也同時傳遞給柱，柱的受力增加，梁承受的荷載將減少，符合實際受力情況。

空心樓蓋施工圖表達可采用板式或肋梁式。本工程負一層為單邊外露填充體形成的“T”型肋梁，采用肋梁式配筋繪制空心樓蓋施工圖。根據肋梁計算結果AS，空心樓板板面雙向拉通鋼筋為□10@200（AS1=393mm2），肋梁間距為S，考慮“T”型肋梁翼緣鋼筋作用，肋梁支座配筋AS2=AS- AS1·S。負二層為內置填充體形成的“工”型肋梁，采用板式配筋繪制空心樓蓋施工圖。框架暗梁按結構整體計算結果配筋，同時按框架梁要求驗算裂縫與撓度。

3、施工工藝

施工順序：支設腳手架及模板安裝→填充體與預埋管線放線→綁扎框架梁、肋梁、空心板板底鋼筋、預埋管線→安放填充體并采取抗浮措施→綁扎面筋、固定填充體→鋪設施工跳板并澆筑混凝土→混凝土養護后拆模。

施工注意事項：

1）鋼筋的要求：空心樓板下層鋼筋的保護層20厚，用墊塊墊好，并且在振搗棒的作用下不滑落。上層鋼筋必須支撐牢固，不得把跳板直接落在鋼筋上，而應該架起來，保證在施工人員行走時鋼筋不位移。不得使用板振搗器。

2）混凝土的要求：石子粒徑級配要合理。粗骨料的最大粒徑不宜超過空心板肋寬和板底厚度的1/2，且不得超過25mm。要少澆勤振，防止板下出現露筋現象。宜選用d=50的振搗棒。

3）填充體的安裝：安裝時要注意施工人員不得直接在填充體上行走，行走時需鋪設跳板。

4）電源管線和給排水管線，宜設在樓板實心區域肋中。

5）砼澆筑前應做好相應的抗浮措施，砼應分層澆筑， 第一層澆筑厚度不大于肋梁高度的2/3。

6）混凝土塌落度應控制在160±20mm，且應分層澆筑砼，根據施工現場具體情況可做細微調整，最終塌落度數值以滿足板面技術施工條件為準。

7）后澆帶施工應該符合設計規定，后澆帶內可以放置填充體，在澆筑隔離期間應該作好填充體的保護工作，對于破損的填充體應按規定進行更換或修補，澆筑混凝土前應注意清理后澆帶內的雜物，并檢查鋼筋，填充體的位置是否符合要求。

結語：

現澆混凝土空心樓蓋應用于本工程，圓滿解決了地下室走管困難的問題，并且滿足了后期使用空間靈活分隔的要求，給建設方帶來了良好的經濟效益。與其他樓蓋形式相比，空心樓蓋隔音隔熱效果好、可有效降低層高或提高樓層凈高、隔墻允許靈活布置、施工支模與粉刷便捷，尤其適用于較大跨度和承受較大荷載的結構，相信在建筑業以后的發展中會具有較為廣闊的應用前景。但因為現澆混凝土空心樓蓋引入我國時間較短，目前國內在實際工程中的應用不多，還存在設計計算方法良莠不齊、施工技術普及不夠、樓板滲漏水不便核查、后期加固改造困難等不足，還需廣大工程技術人員不斷總結進步，為現澆混凝土空心樓蓋的推廣應用奠定基礎。