淺談現(xiàn)澆空心樓蓋的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

崔繼付（甘肅省建筑設(shè)計(jì)研究院，甘肅　蘭州　730030）

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淺談現(xiàn)澆空心樓蓋的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

崔繼付
（甘肅省建筑設(shè)計(jì)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(jià)的新結(jié)構(gòu)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(shù)，很好地解決了上述問題。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆空心樓蓋;GBF竹芯盒

1　工程概況

蘭州市某中學(xué)教學(xué)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(xué)校教學(xué)使用要求,做大開間,大進(jìn)深,采用大柱網(wǎng)(9.90mx7.10m)的框架結(jié)構(gòu)體系,每個(gè)教室只有四角設(shè)置框架柱，使教室內(nèi)部比較平整,美觀。因此在柱網(wǎng)為9.9mx7.1m的教室內(nèi)不設(shè)置次梁，采用現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)。板厚取270mm，教室凈高為3.330m。該結(jié)構(gòu)體系具有剛度大、強(qiáng)度高、建筑物自重減輕、建筑設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明快、功能靈活多樣、隔音效果好、施工簡(jiǎn)單易行等諸多優(yōu)點(diǎn)，在教學(xué)樓中得到廣泛的應(yīng)用，并得到校方的好評(píng)。

2　現(xiàn)澆空心樓蓋的概念及應(yīng)用

2.1現(xiàn)澆空心樓蓋

按一定規(guī)則放置埋入式內(nèi)膜后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土而在樓板中形成空腔的樓蓋。

2.2埋入式內(nèi)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(yù)埋芯模共有4種類型：1）GBF加勁肋管；2）GBF高復(fù)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(jìn)行說明。GBF竹芯盒由GBF高強(qiáng)復(fù)合材料制成的四側(cè)有封堵的方形薄壁盒。GBF竹芯盒截面尺寸:長(zhǎng)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(shí)際工程中的設(shè)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(dòng)荷載作用和潮濕環(huán)境的房屋。

2）開洞較多、工藝經(jīng)常變動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室及輕工業(yè)廠房。

3）各種復(fù)雜體系結(jié)構(gòu)、特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換部分、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的錯(cuò)層部分、連體結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)

3.1結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

1）構(gòu)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(yīng)考慮空心的影響，整體結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可通過折實(shí)厚度考慮樓蓋自重。現(xiàn)澆空心樓蓋結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值按照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的荷載組合設(shè)計(jì)值按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2）對(duì)規(guī)則布置的現(xiàn)澆空心樓蓋結(jié)構(gòu)可按邊支承樓蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析。

3.2結(jié)構(gòu)整體計(jì)算

1）現(xiàn)有的計(jì)算程序(PKPM系列)在結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí),無法準(zhǔn)確計(jì)算現(xiàn)澆(預(yù)埋GBF竹芯盒)空心樓蓋,可按折算厚度計(jì)算,按等面積、等形心、等慣性矩簡(jiǎn)化為工字形截面。現(xiàn)澆空心樓板折算厚度計(jì)算模型如圖2所示。

圖2　澆空心樓板折算厚度計(jì)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(jì)算，可按雙向板計(jì)算內(nèi)力（擬板法），也可按正交工字形井式梁計(jì)算內(nèi)力（擬梁法）。邊支承雙向板按彈性分析方法求得的內(nèi)力，每個(gè)方向正、負(fù)彎矩之間的調(diào)幅不應(yīng)超過20%。考慮彎矩調(diào)幅的現(xiàn)澆空心樓蓋，其正截面承載力計(jì)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(nèi)力進(jìn)行正截面抗彎配筋和斜截面抗剪配筋，斜截面抗剪應(yīng)按折算的肋寬進(jìn)行計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.2條的規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算；撓度限值符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1條的規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算，其裂縫控制等級(jí)和最大裂縫寬度限值符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(gòu)造要求及加強(qiáng)措施

1）現(xiàn)澆普通混凝土空心樓蓋（邊支承雙向板）的經(jīng)驗(yàn)跨高比：連續(xù)35～40；簡(jiǎn)支30～35。

2）現(xiàn)澆普通混凝土空心樓蓋的體積空心率對(duì)于空心芯筒不宜小于25%，也不宜大于50%,對(duì)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(yīng)小于50mm。

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

4）除滿足計(jì)算及抗震構(gòu)造要求外，對(duì)支撐空心樓蓋的邊框架梁采取加強(qiáng)措施，如加強(qiáng)腰筋及箍筋設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)邊框架梁的抗扭性能。適當(dāng)加強(qiáng)與空心樓蓋相連的普通樓板的厚度及負(fù)筋設(shè)計(jì)。

5）對(duì)大跨度現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋，宜進(jìn)行豎向自振頻率驗(yàn)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(dāng)采用空心芯筒時(shí)，其厚度不宜小于180mm；當(dāng)采用空心芯盒時(shí)，其厚度不宜小于250mm。

參考文獻(xiàn)：

[1]現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ/T268-2012）中國(guó)建筑工業(yè)出版社，北京：2012.

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