大跨度現澆混凝土空心樓蓋的設計方法及施工建議

摘 要：空心樓蓋是近幾年發展起來的一種新型結構，其應用技術日漸成熟，應用范圍不斷擴大。其優點有：跨度大，自重輕，能降低層高，空間開闊美觀，材料用量省，節省成本，施工簡易快捷等。基于此，本文就從大跨度現澆空心樓蓋設計方法的展開分析。

關鍵詞：現澆混凝土；空心樓蓋；設計方法

1、空心樓蓋的概述

實際上，現澆混凝土空心樓蓋施工技術的工作機理主要是在建筑結構按照相關規定要求放置埋入式內膜結構之后，通過在現澆混凝土在樓板表面建設出空心口蓋。一般該項施工技術多用于內置模的現澆混凝土施工中，以此來承擔建筑結構內部空間產生的壓力，起到良好的抗壓作用。并且，通過將建筑結構作用下產生的荷載重力分散到現澆混凝土結構中，進一步增強了建筑整體結構的牢固程度。

2、空心樓蓋的特點

2.1在現代建筑工程施工中，空心樓蓋結構與框架剪力墻結構有著明顯的區別。因此，施工人員在對空心樓蓋結構進行施工時，不能完全愛用框架剪力墻結構的施工原理，應該根據工程實際需要，對其空間大小進行合理的設置。

2.2在實際的施工過程中，施工人員要加強對建筑結構層高的控制，這種空心樓蓋與普通樓蓋相比來說，這一施工技術能夠保證建筑總高度在不發生任何改變的情況下，還可以進行加層，促使建筑工程的經濟效益得到最大化的實現。

2.3空心樓板自身具備了良好的保溫隔熱作用，大大提高了建筑室內的舒適性，為人們創造了良好的居住環境。

2.4空心樓蓋除了具有施工工藝簡便，價格成本經濟的優點以外，還從一定程度上，降低了施工材料的不必要浪費，不僅降低了工程建設成本，還有利于加快工期進度。

2.5因為空心樓板在實際應用過程中，將會呈現空腹狀態，大大減輕了建筑結構的自身重量。并且，其在滿足建筑結構受力需求的同時，也達到工程設計要求，充分保障了建筑整體結構的安全性和穩定性。

3、實例分析大跨度現澆混凝土空心樓蓋的結構設計

3.1工程概況

本項目為深圳國際生物谷壩光核心啟動區壩光展示廳建設工程，位于廣東省深圳市大鵬新區，總建筑面積5602.45m2，地上建筑面積4999.45 m2，地下建筑面積603 m2。地上共兩層，局部設一層地下室，主要為設備用房，一層主要功能為展廳，二層主要功能為會議廳及多功能廳，另外二層局部設置設備夾層114.4 m2。

建筑高度：屋面結構板最高點15.3m，最低點10.3m，平均建筑高度約12.7m，其中一層層高為6m，二層最低點層高為4m，最高點層高為9m。

3.2結構設計

3.2.1設計的基本參數

1）本工程二層及屋面層均存在18mX34m的大跨度以及4m左右的懸挑，為保證建筑層高及室內效果采用現澆混凝土空心樓蓋結構，板厚尺寸如下：

2）主要使用荷載：

二層：恒載2.5KN/m2（不含板自重），活載3.5 KN/m2；

屋面層：恒載12KN/m2（含覆土荷載，不含板自重），活載2KN/m2；

3）主要計算參數：

結構重要性：1.0，周期折減系數 0.85。本結構嵌固端取在基礎頂。抗震設防烈度：7 度，基本地震加速度為 0.1g，笫一組，地震最大影響系數為 0.08。風荷載標準值：采用深圳市 50 年一遇基本風壓 0.75kN/m2 計算結構水平位移。地面粗糙度：C 類，體型系數：1.3。結構阻尼比取 0.05，計算風荷載下舒適度時阻尼比取 0.02。根據規范規定，本工程考慮質量偶然偏心（±5%）的影響。結構為丙類建筑，框架柱和梁抗震等級均為三級。考慮空心樓板作為彈性板計算，考慮梁（暗梁）與彈性板協調變形，彈性板與梁協調時考慮向下相對偏移。

3.2.2計算分析

本工程采用YJK以及佳構兩種結構設計軟件進行計算。

1）沖切問題

YJK與大板等厚的暗柱帽不能輸入，沒有柱帽YJK不算沖切，沒有沖切信息。本工程原先均為暗柱帽YJK計算，通過佳構復核計算后，18mX34m的大跨度處的柱帽完全無法滿足沖切要求，故均由佳構計算修改為明柱帽，并手算復核沖切。

2）柱帽配筋

YJK無論怎么修改荷載，柱帽配筋完全沒有反映，均為構造配筋，而佳構計算結果顯示柱帽處負彎矩非常大，構造配筋顯然無法滿足要求，且YJK無法考慮不平衡彎矩的作用，故柱帽配筋均采用佳構計算結果。

3）空心板配筋

大板配筋尤其是板底位置，YJK比佳構大，故空心板配筋采用YJK計算結果。

綜上所述，通過兩種軟件的計算分析，我們取二者計算大值進行設計，同時大跨度的空心樓蓋采用了肋梁式配筋，并加強了柱帽及暗梁的配筋，確保了結構的安全。

3.3施工建議

施工工藝在現澆混凝土空心樓蓋結構中顯的尤為重要。

1）施工時，先對稱澆筑柱子混凝土，后澆梁、板部位混凝土，每塊板厚的混凝土要分兩步澆筑完成。首先，將每塊板的全部內模肋部混凝土澆至1/2高，宜使用3cm直徑插入式振搗棒仔細振搗混凝土，振搗棒插入間距300mm。澆筑砼時采用分層振搗（分層厚度約500mm），采用插入式振動棒振搗，振動棒插點均勻，間距400mm，振搗上一層時，插入下層5～10cm左右，消除冷縫。振搗時，嚴禁觸碰鋼筋，預埋件及線管等。只有這樣才能把內模下空氣全部排除干凈，使內模下混凝土振搗密實。在本塊板的所有肋部混凝土澆筑振搗密實后，即可將剩余板厚的混凝土澆筑到設計標高，并對肋部混凝土進行兩次振搗，最后使用混凝土平板振搗器沿固定內模的垂直方向振搗板面混凝土。

2）安放箱體時應嚴格依照劃線位置進行安放，采用50*50*100mm、50*50*80mm、50*50*70mm圓柱形墊塊（墊塊強度同樓層混凝土強度等級）直接墊在模板上，每個箱體下分四角共放置4個墊塊。

3）本工程箱體長寬大部分為750mm，為解決混凝土澆注過程出現的箱體下部排氣問題，特要求在箱體上留有直徑為50mm的圓形孔洞的箱體，確保澆注混凝土過程中，排氣順暢。

4）由于箱體下僅有75mm厚混凝土，肋梁寬度僅為100mm，為避免出現箱體下混凝土孔洞現象，特在澆筑混凝土過程中使用30mm、50mm兩種型號振動棒，且砼宜為先后交替澆筑完成，先注入少量砼后用振動棒直接振搗肋梁混凝土至底模（根據結構布置分區格澆筑，先將周邊梁及箱體底部澆筑完畢，再澆筑箱體上部混凝土）。底層振搗密實后緊接著再注入所需的混凝土，同時振搗。

5）箱體進場后，應集中碼放，在材料堆放區域放置干粉滅火器，專人負責，避免出現火災。樓層上箱體施工完畢后，所有剩余材料需及時清理出樓層，減少發生火災的概率。

6）平臺支設完畢時，應及時刻劃箱體位置線，做到準確、清晰，方便后續施工。

7）底板筋及面筋綁扎時應滿扎，杜絕出現漏綁、漏扎現象。綁扎完畢后，應搭設施工便道，避免施工人員踩踏箱體或將施工機械放置在箱體上。

8）抗浮鋼筋及抗浮點的設置：抗浮點（抗浮點、拉結點合一）間距：1*（箱體寬度+肋梁寬度），用16#鐵絲穿透模板將箱體上部抗浮鋼筋與模板鎖死。

結束語

現澆混凝土空心樓蓋結構作為現代建筑工程建設中常見的建筑結構形式，更多被應用于大跨度建筑結構施工中，不僅有效提高了工程施工質量和效率，還節省了施工材料的過量使用，降低了整個工程項目的施工成本。

參考文獻

[1]《混凝土結構工程施工規范》（GB50666-2011）

[2]《現澆混凝土空心樓蓋結構技術規程》（JGJ/T268-2012）

作者簡介

歷鑫（1992.03-），性別：男，民族：漢，籍貫：浙江省永康市，當前職務：技術經理，當前職稱：建筑結構初級工程師，學歷：本科，研究方向：建筑結構設計。

（作者單位：深圳市建筑科學研究院股份有限公司）