現澆混凝土空心樓蓋設計要點和實例分析

孫 健

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【摘 要】隨著經濟的高速發展，我國人民的生活水平質量以及訴求相對以前有了質的飛躍，這樣也對建筑的設計發展提出了更高的要求。為了滿足這些要求，應當賦予建筑更多的功能及更靈活的空間布置?，F澆混凝土空心樓蓋的出現，從技術、經濟、美觀等角度，很好地實現了這些需求。本文就現澆混凝土空心樓蓋的設計流程及要點進行概述，并通過工程實例展現整個的設計過程，希望對我國設計人員的現澆混凝土空心樓蓋結構設計有所幫助。

【關鍵詞】空心樓蓋；設計要點；工程實例

一、前言

現澆混凝土空心樓蓋具有優良的空間靈活性，可根據需求，隨意分割房間區塊，建筑節能、隔音、隔熱效果好，并且施工方便，特別是管線布置，較傳統的梁板結構，有很大的優勢。因此，特別適用于對空間有特殊要求的大跨度、大空間建筑，比如：商業綜合體，立體停車庫，教學樓，地下室頂板等。

二、現澆混凝土空心樓蓋設計要點

1.混凝土空心樓蓋運用原理

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

2.結構構件計算

2.1空心樓板的荷載

空心樓板的自重可按下列公式計算：

G=（Vu-Vfil）*γ+Gfil 其中Vu為現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空心樓板的計算

空心樓板的結構計算分析有彈性和塑性兩種，一般宜采用彈性分析方法。在有可靠依據時，可考慮內力重分布，并應考慮正常使用要求。

周邊剛性支承的現澆混凝土空心樓板，可采用擬板法和擬梁法計算；柱支承、柔性支承及混合支承現澆混凝土空心樓板，可采用經驗系數法和等代框架法計算。

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

實心樓板相同，可采用等高實心樓板計算。

采用擬梁法計算時，所取擬梁宜在相鄰區格邊間連續，每個區格板內擬梁的數量在各方向上不宜少于5根，并在計算中宜考慮空心樓板扭轉剛度的影響。擬梁的高度同空心板高度，寬度可按下式計算：bb=b0I/I0 ，其中b0為擬梁對應的空心樓板寬度，I為b0范圍內截面慣性矩之和，I0 為b0范圍內按等厚實心板計算的截面慣性矩。

采用經驗系數法計算時，樓蓋為矩形區格，其長短邊之比不應大于2；每個方向至少有3個連續跨；任一方向柱離相鄰柱中心線偏移不應超過該方向跨度的1/10；同一方向相鄰跨的跨度差不應超過長跨的1/3；可變荷載與永久荷載的標準值之比不大于2；樓蓋按縱橫兩個方向分別計算，且均應考慮全部豎向荷載的作用。

采用等代框架法計算時，樓蓋按縱橫兩個方向分別計算，且均應考慮全部豎向荷載的作用；把樓蓋體系劃分為兩個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，然后進行設計分析。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，最后對整個結構體系進行結構分析和配筋計算。

3.構造要求

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

空心樓板的板厚，荷載較小時，宜取板計算跨度的1/30～1/40，荷載較大時（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，不應小于50mm，填充體為填充箱（塊）時，不宜小于70mm。

空心樓板板頂受壓區域設置構造鋼筋，不小于折算板厚計算配筋率的0.15%，鋼筋間距宜與肋間距的模數相應?？招陌迦鐫M足抗剪要求可不設置箍筋，若有以下情況，可適當設置箍筋：1）.板厚大于350mm；2）.荷載較重時，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生側移時。

三、工程實例

1.工程概況

本工程為浙江省某職業技術學院遷建工程實訓樓，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。建設單位要求保證教室內凈高，且方便各類管道及設備安裝，并滿足視覺美觀的要求。在比較普通梁板結構后，從經濟性、適用性、美觀性綜合考慮后，采用了現澆混凝土空心樓蓋空心結構。

本工程為框架結構，抗震設防類別為乙類，抗震設防烈度為6度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度為0.05g，場地類別為Ⅳ類，框架抗震等級為三級。

2.主要設計過程

2.1主要設計依據

混凝土結構設計規范（GB50010-2010）

建筑抗震設計規范（GB50011-2010）

現澆混凝土空心樓蓋結構技術規程（JGJ/T268-2012）

2.2空心樓板尺寸規格的確定

教室平面尺寸為12.6m X 8.4m，樓板厚度可取8400/30=280mm，經綜合考慮GBF方箱尺寸規格及施工便利性，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 電算結果

本工程電算采用PKPM的PMCAD及SATWE模塊，以下為電算的計算