孫 健

身份證號(hào)：330105198109210651

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國人民的生活水平質(zhì)量以及訴求相對(duì)以前有了質(zhì)的飛躍，這樣也對(duì)建筑的設(shè)計(jì)發(fā)展提出了更高的要求。為了滿足這些要求，應(yīng)當(dāng)賦予建筑更多的功能及更靈活的空間布置?，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的出現(xiàn)，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、美觀等角度，很好地實(shí)現(xiàn)了這些需求。本文就現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的設(shè)計(jì)流程及要點(diǎn)進(jìn)行概述，并通過工程實(shí)例展現(xiàn)整個(gè)的設(shè)計(jì)過程，希望對(duì)我國設(shè)計(jì)人員的現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有所幫助。

【關(guān)鍵詞】空心樓蓋；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；工程實(shí)例

一、前言

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋具有優(yōu)良的空間靈活性，可根據(jù)需求，隨意分割房間區(qū)塊，建筑節(jié)能、隔音、隔熱效果好，并且施工方便，特別是管線布置，較傳統(tǒng)的梁板結(jié)構(gòu)，有很大的優(yōu)勢(shì)。因此，特別適用于對(duì)空間有特殊要求的大跨度、大空間建筑，比如：商業(yè)綜合體，立體停車庫，教學(xué)樓，地下室頂板等。

二、現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.混凝土空心樓蓋運(yùn)用原理

混凝土空心樓蓋是去除鋼筋混凝土板中部應(yīng)力比較小的混凝土，從而形成空腔，使得其自重減小，對(duì)板抗彎剛度有一定減小，抗剪剛度減小較多?？招陌宓膽?yīng)力與空腔尺寸有較大的關(guān)系。隨著形成空腔的尺寸由小變大，對(duì)板的抗彎剛度和抗剪剛度也在逐漸變化。當(dāng)空腔尺寸較小時(shí)，樓板的受力性能和實(shí)心板無異，隨著空腔尺寸的增加，應(yīng)力會(huì)向空腔的肋集中，遠(yuǎn)離肋的翼緣應(yīng)力越來越相對(duì)滯后，翼緣的作用減小。

2.結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算

2.1空心樓板的荷載

空心樓板的自重可按下列公式計(jì)算：

G=（Vu-Vfil）*γ+Gfil 其中Vu為現(xiàn)澆混凝土樓板總體積，Vfil為空腔體積，γ為混凝土重度，Gfil為空腔材料自重。也可以用體積折算板厚來計(jì)算空心板的恒載，體積折算板厚 hcon=G*h/（Vu*γ） 其中h為空心樓板厚度。

2.2空心樓板的計(jì)算

空心樓板的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析有彈性和塑性兩種，一般宜采用彈性分析方法。在有可靠依據(jù)時(shí)，可考慮內(nèi)力重分布，并應(yīng)考慮正常使用要求。

周邊剛性支承的現(xiàn)澆混凝土空心樓板，可采用擬板法和擬梁法計(jì)算；柱支承、柔性支承及混合支承現(xiàn)澆混凝土空心樓板，可采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法和等代框架法計(jì)算。

采用擬板法計(jì)算時(shí)，兩對(duì)邊剛性支承的現(xiàn)澆混凝土空心樓板可按單向板計(jì)算，其只和跨度、邊界條件與荷載相關(guān)，與板厚和剛度無關(guān)，因此實(shí)心板和空心板算法相同；四邊剛性支承，且長短邊之比<3時(shí)，宜按雙向板計(jì)算，當(dāng)空心板兩個(gè)方向截面剛度相同時(shí)（如空腔尺寸、肋尺寸相同），樓板長寬比、內(nèi)力系數(shù)與

實(shí)心樓板相同，可采用等高實(shí)心樓板計(jì)算。

采用擬梁法計(jì)算時(shí)，所取擬梁宜在相鄰區(qū)格邊間連續(xù)，每個(gè)區(qū)格板內(nèi)擬梁的數(shù)量在各方向上不宜少于5根，并在計(jì)算中宜考慮空心樓板扭轉(zhuǎn)剛度的影響。擬梁的高度同空心板高度，寬度可按下式計(jì)算：bb=b0I/I0 ，其中b0為擬梁對(duì)應(yīng)的空心樓板寬度，I為b0范圍內(nèi)截面慣性矩之和，I0 為b0范圍內(nèi)按等厚實(shí)心板計(jì)算的截面慣性矩。

采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算時(shí)，樓蓋為矩形區(qū)格，其長短邊之比不應(yīng)大于2；每個(gè)方向至少有3個(gè)連續(xù)跨；任一方向柱離相鄰柱中心線偏移不應(yīng)超過該方向跨度的1/10；同一方向相鄰跨的跨度差不應(yīng)超過長跨的1/3；可變荷載與永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值之比不大于2；樓蓋按縱橫兩個(gè)方向分別計(jì)算，且均應(yīng)考慮全部豎向荷載的作用。

采用等代框架法計(jì)算時(shí)，樓蓋按縱橫兩個(gè)方向分別計(jì)算，且均應(yīng)考慮全部豎向荷載的作用；把樓蓋體系劃分為兩個(gè)縱橫不同方向的柱上板帶和跨中板帶跨度，劃分完板帶跨度后，分別求出不同方向的截面剛度折算系數(shù)，然后進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。具體方法為把柱上板帶折算成等厚度的矩形截面，按框架主梁輸入模型中，將實(shí)際樓板的柱上板帶的翼緣部分和跨中板帶部分分別按等剛度原則進(jìn)行等效折算，將折算后的跨中板帶截面部分按次梁輸入模型中，最后對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和配筋計(jì)算。

3.構(gòu)造要求

現(xiàn)澆混凝土空心樓板的體積空心率，當(dāng)填充體為填充管（棒）時(shí)，宜為20%～50%；當(dāng)填充體為內(nèi)置填充箱（塊、板）時(shí)，宜為25%～60%；當(dāng)填充體為外露填充箱（塊）時(shí)，宜為35%～65%。體積空心率可按下式計(jì)算：ρvoid=Vfil/Vu。

空心樓板的板厚，荷載較小時(shí)，宜取板計(jì)算跨度的1/30～1/40，荷載較大時(shí)（地下室頂板、人防等），可取到1/20～1/25，板厚通常不小于250mm，其上下翼緣厚度宜為板厚的1/8～1/4，且不宜小于50mm。肋梁的寬度宜為填充體高度的1/8～1/3，填充體為填充棒（管）時(shí)，不應(yīng)小于50mm，填充體為填充箱（塊）時(shí)，不宜小于70mm。

空心樓板板頂受壓區(qū)域設(shè)置構(gòu)造鋼筋，不小于折算板厚計(jì)算配筋率的0.15%，鋼筋間距宜與肋間距的模數(shù)相應(yīng)?？招陌迦鐫M足抗剪要求可不設(shè)置箍筋，若有以下情況，可適當(dāng)設(shè)置箍筋：1）.板厚大于350mm；2）.荷載較重時(shí)，如覆土或消防車荷載等；3）. 肋較小，安裝固定方案不牢靠，在泵送砼的推力下可能發(fā)生側(cè)移時(shí)。

三、工程實(shí)例

1.工程概況

本工程為浙江省某職業(yè)技術(shù)學(xué)院遷建工程實(shí)訓(xùn)樓，共5層，首層層高為4.5米，其余各層均為3.6米，建筑總高度18.9米。建設(shè)單位要求保證教室內(nèi)凈高，且方便各類管道及設(shè)備安裝，并滿足視覺美觀的要求。在比較普通梁板結(jié)構(gòu)后，從經(jīng)濟(jì)性、適用性、美觀性綜合考慮后，采用了現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋空心結(jié)構(gòu)。

本工程為框架結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防類別為乙類，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，場地類別為Ⅳ類，框架抗震等級(jí)為三級(jí)。

2.主要設(shè)計(jì)過程

2.1主要設(shè)計(jì)依據(jù)

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）

建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2010）

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ/T268-2012）

2.2空心樓板尺寸規(guī)格的確定

教室平面尺寸為12.6m X 8.4m，樓板厚度可取8400/30=280mm，經(jīng)綜合考慮GBF方箱尺寸規(guī)格及施工便利性，取空心樓板厚度為320mm，其中上下翼緣板厚均為60mm，肋寬100mm，GBF方箱尺寸為500X500X200。

2.3空心樓板荷載

恒載：上下翼緣板（0.06+0.06）X25= 3 kN/m2

肋板25X（4.4X0.2X0.1）/（1.2X1.2）=1.53 kN/m2

上下面層（0.02+0.02）X20=0.8 kN/m2

GBF方箱折算荷載約為0.1 kN/m2

取恒荷載總重為6 kN/m2

活載：2.5 kN/m2

2.4 電算結(jié)果

本工程電算采用PKPM的PMCAD及SATWE模塊，以下為電算的計(jì)算