現澆鋼筋混凝土空心樓板結構應用分析

葉旭丹

浙江公和建筑工程設計有限公司 浙江杭州 310007

1 現澆鋼筋混凝土空心樓板種類

現澆鋼筋混凝土的填充芯模按照形狀可以分成標準型填充體，比如圓體，以及異形填充體，比如長弧、扁弧、橢圓等。標準型填充體以直徑為特征代表值，而異形體則以斷面最大和最小尺寸的平均值為特征代表值，以外包尺寸大小為產品規格，尺寸范圍一般在寬度80-800mm，高度80-1000mm，長度200-2000mm。從材料上可以分成水泥箱體、塑料管模、鋼模和橡膠模等。在進行空心大板設計時，可以結合建筑結構具體特征選擇合適的空心板形式[1]。

2 現澆鋼筋混凝土空心樓板特點

在大跨度大型公共建筑中，一般層高都比較矮且有一定的凈高要求，如果做次梁則無法滿足凈高要求而做普通大板則造價會比較高，而且隔音的效果不是很好。因為空心大板具有自身重力不大，且隔音效果好，能滿足人們對建筑物使用上的空間要求，在不增加建筑物高度不適用預應力的其工況下使室內凈高達到最大，同時也便于后期維修，具有劃分大空間、隔斷布置靈活等可以科學使用建筑空間的優勢，因此在許多建筑工程中得到了廣泛應用。具體優勢如下：

2.1 空間開闊美觀

空心樓板一般在大跨度、空間面積較大的建筑中應用最常見，比如學校的教學樓、辦公大樓、展覽館、圖書館等。和普通混凝土框架結構、無梁樓蓋、次梁等相比，空心樓板的使用空間更加開闊，且外型美觀，又能滿足使用者對凈高的要求，使空間得到科學有效地利用，同時也便于后期空間的靈活布置和墻體維修等。因為大跨度建筑，比如辦公樓、展覽館等一般使用空間可能會隨時變換，而家庭住宅也更加追求個性隨意，符合當前建筑發展趨勢。此外，從后期裝修來看，空心樓板底面平整，凈高更高，因此也十分利于水平管線，尤其是空調管線的安裝。

2.2 力學性能優勢

樓板是建筑結構的重要組成，其主要作用是承擔樓面的豎向荷載、提高建筑結構整體的水平剛度、協調抗側力體系。在大跨度建筑結構中，現澆鋼筋混凝土空心樓板的使用可減少大量非框架梁，即次梁的使用，使結構受力更加科學合理。此外，空心樓板的自重力較輕，可以在不增加樓板重量、不增加高度的情況下使樓板厚度增加。在實際應用中，框架暗梁和現澆空心樓板上下翼緣結合更為緊密，受力更加均勻和可靠，可形成類似桁架的傳力體系，從而使內力雙向分配更為均勻，比傳統樓板的剛度更大，也更利于建筑抗側剛度協調，減少變形問題，同時還能提高抗震和抗風等能力。

2.3 經濟優勢

在大跨度建筑中，空心樓板和普通大板相比具有明顯的經濟優勢。這是因為空心樓板的自重力較輕，可減少梁柱墻基礎荷載力。同時減少了明梁的使用，可以降低層高，而層高的減少自然會節約綜合造價，在高層建筑中應用還能起到增加層數的作用。此外，空心樓板施工可以縮短工期，減少吊頂以及噴淋噴頭和管網的費用，綜合經濟優勢較強，但要注意的是這種經濟優勢一般在大跨度建筑中才能有效發揮。

2.4 隔音效果和保溫節能的效果較好

空心樓板內部的芯模可以形成空腔結構，能有效阻止噪音傳入以及在各個樓層之間傳遞，而對于圖書館、教學樓等建筑來說，良好的隔音效果非常關鍵。此外，根據計算驗證表明，空心樓板封閉的空腔結構可以減少熱量的傳遞，這是因為空腔結構內的溫度變化不大，可使建筑結構起到節能保溫、隔熱的作用。

3 現澆鋼筋混凝土空心樓板結構計算和應用

3.1 計算原則

空心樓板界面強度計算，可以分成順管方向上的工字型截面和垂直于管道方向的工字型截面，對于在不同荷載下不同板跨的計算，空心樓板在彈性變形的階段，在混凝土受壓區高度一般處于翼緣之內，這時橫縱向腹板的總水平截面面積一樣，即橫縱向腹板水平抗剪能力相等，慣性矩差異較小。在設計時空心樓板厚度是板跨的三十分之一左右，然后根據橫縱向單位寬度板塊計算正截面與斜截面的承載力和裂縫寬度[2]。

3.2 剛度分析

目前大多數類型的空心樓板，其填充芯模孔洞具有單一方向不知的特點，使雙向受力現澆鋼筋混凝土的空心樓板為正交異形板，在平面內兩個方向剛度上均出現了差異。通過計算分析，兩個方向跨度較近的空心樓板，可根據一定厚度的實心截面樓板計算，可充分發揮抗彎件的性能。

3.3 現澆鋼筋混凝土空心樓板施工工藝

現澆鋼筋混凝土空心樓板施工工序和普通樓板施工有一定差別，除了前期必須做好測量放線控制，和后期混凝土澆筑、驗收養護和拆模等作業外，需裝設平板模，綁扎底板鋼筋，做好各專業管線的預埋工作，安裝薄壁管，綁扎板面鋼筋，最后對底面模板進行拆除。

4 現澆鋼筋混凝土空心樓板設計時的注意事項

在現澆鋼筋混凝土空心樓板設計時，首先必須重視芯模布置對于結構的要求，對于不同形式的空心樓板在設計時都必須嚴格按照規范注意內筒對接部位橫肋的作用，控制好內筒的長度，可以改善空心樓板的受力性能。其次應該注意控制樓板的空心率，當空心率較低時無法充分發揮空心樓板的優勢，而在空心率較大時又會導致樓板強度下降而影響施工質量。另外要注意空心樓板在不同荷載下施工時對于厚度有不同的要求，注意應進行樓板斜截面抗剪承載力的計算。最后要注意的是，當相鄰邊的樓板是現澆混凝土實心樓板時，實心樓板的厚度要適當加大，且兩個板塊之間的剛度比不能太大，現澆實心樓板的厚度不能小于現澆空心樓板的三分之一，否則可能會在兩塊板塊的結合位置處產生較大裂縫[3]。

5 結語

綜上所述，本文對現澆鋼筋混凝土空心樓板在大型大跨度建筑施工中的應用進行了簡單分析，指出該類型模板和次梁、普通大板相比，不僅具有使用空間率大、隔音效果好的優勢，而且經濟優勢明顯，可以降低工程總成本。但是也要注意需嚴格按照施工規范進行，且做好力學分析、剛度分析，要求在實際應用中控制樓板的厚度和其他板塊之間的剛度比，做好后期的驗收和維護工作。