现浇混凝土空心楼盖结构设计的探讨

　　摘要：本文以现浇钢筋混凝土空心楼盖的优点为基础，探索合理的计算模式和设计方法，对正确进行设计、保障结构的安全使用、进一步推广应用，有重要意义。

　　关键词：空心楼盖;现浇混凝土;概念;计算;设计要点

　　Abstract: In this paper, based on the advantages of cast reinforced concrete hollow floor-based to explore the rational mode of calculation and design methods, the correct design, the protection of the safe use of the structure to further promote the application of significance.

　　Key Words: hollow floor; cast-in-place concrete; concept; calculation; design features

　　中图分类号： TU973+3 文献标识码：A 文章编号：

　　现浇空心楼盖作为一种较新的楼盖形式，可以为建筑师开拓设计思路提供技术支持，如利用空心板的无梁楼盖形式.在框梁内适当布置无粘结或有粘结预应力筋，可实现住宅户内墙的任意分割，以迎合房地产市场某些雇主的需要：避免住户拿到钥匙后再将许多墙砸掉，产生许多不必要的建筑垃圾，同时又浪费了资源。

　　1 现浇混凝土空心楼盖的设计要点与构造要求

　　1.1 设计要点及主要概念：

　　1.1.1 楼盖的厚度：

　　H= 空心管上面混凝土厚度>40mm+空心管的高度D+ 空心管下面混凝土厚度>40mm ;当楼盖的跨度大于8000mm 时空心管上面混凝土厚度>50mm;当楼盖的跨度大于10000mm 时空心管上面混凝土厚度>65mm;

　　1.1.2 暗梁：梁的高度与楼板的厚度相同，梁的宽度大于梁的高度称为暗梁，梁的宽度在600~1200mm 之间，当按照等效框架梁法进行设计并且跨度小于9000mm 时可以不用设置暗梁。

　　1.1.3 扁梁：

　　梁的高度大于楼板的厚度，但梁的高度小于楼盖厚度的两倍，同时梁的宽度大于梁的高度称为扁梁。当楼盖的跨度大于9M ，活荷载大于6 KN/㎡应当设置扁梁。

　　1.1.4 边梁：

　　边梁是指建筑物外周边的梁，该梁除了承受楼盖的荷载外同时承受维护结构、风力、外悬构件的荷载。

　　1.1.5 空心管：在《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》CECS175：2004 中称为内模。截面形状有圆形、椭圆形、方形等，并且在管两端封闭行成一个密闭的空心管，每根空心管的长度小于2M ，空心管是用早强水泥、纤维、外加剂、填料等材料在一定的模具复合而成，空心管的高度或直径小于楼板厚度应当满足D ≤ H-80㎜ 要求。

　　1.2 现浇混凝土空心楼盖的分类

　　1.2.1 按楼板的受力模型，可分为边支撑现浇混凝土空心楼盖和柱支撑现浇混凝土空心楼盖;

　　1.2.2 按楼板的内模材料，可分为内模为筒芯的现浇混凝土空心楼盖和内模为箱体的现浇混凝土空心楼盖;

　　1.2.3 根据楼板的配筋，又可分为非预应力现浇混凝土空心楼盖和预应力现浇混凝土空心楼盖。

　　1.3现浇混凝土空心楼盖的计算

　　1.3.1 荷载取值

　　对于箱体内模根据材料的不同其取值可按如下表格选用：对于筒芯内模，因材料较多，本文不再列出，其容重应根据相关的产品标准确定。

　　1.3.2 内力计算

　　对于边支撑板，可按弹性方法计算楼板内力。当有可靠经验时，可考虑楼盖的薄膜效应，对区格板的跨中和支座截面的弯矩进行适当折减。对于柱支撑板，其内力可采用空间有限元程序、S A T W E 的弹性楼板6功能或同济大学编写的Strat软件进行计算分析。

　　1.3.3 配筋计算

　　现浇混凝土空心板正截面承载力应根据相应截面的内力，依据G B 5 0 0 1 0 -2002，按空心板的实际截面计算。当内模为箱体时，可按工字型截面计算;当内模为筒芯时，对于顺筒方向，也按工字型截面计算，对于横筒方向，其受弯刚度可取顺筒方向的9 0 % 。当考虑弯矩调幅的空心板，其正截面承载力计算中的截面受压区高度不宜大于受压区最小翼缘厚度。内模为箱体的空心板，其肋梁的受剪承载力计算和配筋构造应符合G B 5 0 0 1 0 - 2 0 0 2 的要求，对于肋宽≤1 0 0 m m 的肋梁，一般在肋梁内配置单肢S 钩即可满足要求。空心板的最小配筋率应按楼板的实际截面进行计算。对于柱支撑板，尚应根据楼板的受力特性，对柱周围的楼板进行抗冲切验算。

　　1.3.4 挠度与裂缝计算

　　当在现浇混凝土空心楼盖的设计中采用了适宜的构件跨高比、周边约束条件和构件配筋特性，且有可靠的工程实践时，可不作构件的挠度和裂缝验算。当楼板按考虑弯距调幅进行设计时，宜相关规范要求进行挠度和裂缝的验算，或采取有效的构造措施。

　　1.4 现浇混凝土空心楼盖的构造要求

　　1.4.1 材料强度等级:

　　混凝土强度等级宜≥ C30;钢筋宜采用H R B 4 0 0 级热轧带肋钢筋。

　　1.4.2 板的适宜高跨比

　　现浇混凝土空心楼盖的经济跨度一般为7.5～15m，对于施加预应力的楼板可适当增加，目前国内已做成27m 跨的现浇混凝土空心板(详2008年奥运会射击馆结构设计)。对于边支撑板，一般为单向板为1 /25～1/30，双向板为1/30～1/40。对于柱支撑板，高跨比按柱网的长边计算，一般为1 / 2 5 ～1 / 3 0 。局部集中大荷载或人防工程等特殊情况应按实际情况确定板厚度。

　　1.4.3 对于内模为箱体的现浇混凝土

　　空心楼盖，空心率不宜小于2 5 % ，也不大于5 0 % 。

　　1.4.4 对于内模为箱体的空心板，纵向钢筋与箱体的净距不得小于1 0 mm 。

　　1.4.5 当空心板需要开洞时，洞口周边应保证至少有100mm 宽的实心混凝土带，在洞边应配置补偿钢筋，每方向的补偿钢筋面积不应小于被切断钢筋的截面面积。同时尚应满足国家现行规范的要求。

　　2 工程概况

　　本设计为某净水厂办公楼，该工程是该厂配套办公设施，办公楼系框架一剪力墙结构，地下1层，地上10层，建筑高度35 m，总建筑面积13000 m 。地下1层为停车场和设备间，层高4。2m，1、2层为综合用房，3～10层为大空间办公场所。为获取最大的使用面积，要求建筑层高不能超过3.3 m，结构设计为满足大的建筑净空要求，而1、2层综合用房要求使柱网尺寸为7.8 m×9.9 m。在满足业主对层数和功能的要求下，又要使大空间办公场所拥有优良的空间，本工程在楼面结构设计时采用GRF薄壁空心管现浇空心楼面。

　　2.1 现浇空心楼盖计算

　　本工程板格尺寸有2种：一种为7.8 m×9.9 m，另一种为7.8 m×7.5 m。考虑施_[方便，且板跨度相差不大，布管方向均为沿7.8m跨方向布置管列，空心楼盖厚度h=270mm，约为跨度的1/29，简芯直径d=150 mm，基本管长为1 1/1。筒芯上、下混凝土厚度各为60 mm，管列之间肋距为50 mm。沿管长方向肋距为100 mm。依据(GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼(屋)盖技术规程》，空心楼盖计算如下。

　　2.1.1 空心楼板的折算厚度

　　H′=[b1h-(1/4) πd2/b1= [200×270-(1/4)×3.14 X 1 502]/200=182mm

　　2.1.2 空心率m=(270—182)/270=32.5%

　　2.1.3 空心楼板板面荷栽

　　恒载g=0.182×25(自重)+1.4(粉刷)+0.5(芯管重)=6.45 kN/m2

　　活载q=2.0(办公活载)+1.0(考虑分隔)=3.0 kN/m2以此荷载代入整体计算，由线弹性分析得出空心楼盖的弯矩设计值M。由 a1fcbf′(ho-h′/2)>M，判定受压区高度位于筒芯上部翼缘高度范围内，因此楼盖计算采用拟梁法。

　　2.2设计要点

　　(1)结构布置原则为：在柱与柱、柱与剪力墙间设置框架梁，框架梁围成的板采用现浇混凝土空心板。

　　(2)框架梁可根据工程不同情况，分别采用普通框架梁、框架扁梁，在无梁楼盖中采用暗梁。

　　(3)主体结构计算时，板厚按空心板实际厚度输入，但需按空心板折算厚度输入板自重。

　　(4)现浇混凝土空心板可按实际支承情况分别按单向、双向进行配筋计算。对双向板应按“空间等代虚拟井式梁结构”设计计算。

　　总结

　　通过本工程的设计，对现浇混凝土空心楼盖设计有了进一步了解。而“现浇混凝土空心楼盖结构体系”作为我国建筑结构领域的一项重大创新。也响应了中央提出的“建设节约型社会”的号召!它为2l世纪建筑现代化提供了技术支撑，是一种性能价格比优越、受力明确合理的结构体系，具有巨大的社会经济价值。