石膏空腔模無(wú)梁樓蓋研究現(xiàn)狀

【摘 要】介紹了石膏空腔模殼的三種截面形式和基于三種模殼的密肋式、空腹板架式無(wú)梁樓蓋的配筋構(gòu)造及理論分析方法，總結(jié)了石膏空腔模無(wú)梁樓蓋的主要優(yōu)點(diǎn)以及主要問題。

【關(guān)鍵詞】石膏空腔模；密肋式無(wú)梁樓蓋；空腹板架式無(wú)梁樓蓋

廢棄磷石膏通過洗滌、煅燒等低成本降害處理，加工成一定規(guī)格的空腔模殼，作為永久性模板，一次性澆注混凝土形成雙向密肋式無(wú)梁樓蓋或空腹板架式無(wú)梁樓蓋，稱為石膏空腔模無(wú)梁樓蓋。

一、石膏空腔模截面

石膏空腔模主要有三種截面形式，如圖1～3所示。圖1為空腔模一[1]，其特征在于：空腔內(nèi)截面呈圓弧狀或拋物線狀，石膏層外截面呈梯形，底面為平整矩形。圖2為空腔模二[2]，其特征在于：側(cè)板與頂板間有一個(gè)68°～72°的夾角，頂板內(nèi)壁上有十字交叉肋。圖3為空腔模截三[3]，其特征在于：在每個(gè)內(nèi)置模的側(cè)邊設(shè)置有外凸肋條，兩個(gè)相鄰的內(nèi)置模的外凸肋條組合成小肋梁，小肋梁上、下的混凝土分別形成肋上弦、肋下弦結(jié)構(gòu)。

通常單個(gè)模殼高度為125mm、150 mm、175mm、200mm，模殼的邊長(zhǎng)通常為550mm～650mm。石膏空腔模底部平整，模板安裝和拆卸方便，且模殼在混凝土澆筑過程中不易漂移和上浮，利于結(jié)構(gòu)施工。

二、配筋構(gòu)造及理論分析方法

將空腔模一或空腔模二按等間距（通常取60mm～150mm）安放好，然后綁扎板和肋內(nèi)鋼筋，最后一次性澆筑混凝土，即形成石膏空腔模密肋式無(wú)梁樓蓋。在實(shí)際工程中，考慮樓蓋底部主要承受拉力，通常采用只帶上層混凝土板的T形截面；當(dāng)樓蓋的跨度和荷載較大時(shí)，為提高樓蓋的剛度和承載力，宜采用帶上、下層混凝土板的工形截面?；炷涟搴穸韧ǔＨ?0mm～120mm之間。

石膏空腔模密肋式無(wú)梁樓蓋的配筋構(gòu)造如圖4所示。板面的負(fù)筋有兩種配置方式，第一種方法是按肋間距配置在密肋內(nèi)，通常只配置3根鋼筋在肋頂部，稱為肋頂筋，其大小根據(jù)計(jì)算確定；第二種方法是按照每延米布置于上層混凝土板內(nèi)；板面負(fù)筋伸出支座的長(zhǎng)度通常為短跨的四分之一。樓蓋上、下層混凝土板的板底分布筋為構(gòu)造配筋，一般按2A6@200雙向布置。板底的受拉鋼筋配置在密肋內(nèi)，稱為肋底筋，其配筋面積根據(jù)計(jì)算確定；T形截面的肋梁寬度較小，通常只配置3根肋底筋；工形截面可配置3～5根肋底筋。肋內(nèi)箍筋通常采用單肢箍，按計(jì)算配筋。石膏空腔?？崭拱寮苁綗o(wú)梁樓蓋采用空腔模三。該結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是對(duì)密肋式樓蓋的實(shí)腹肋進(jìn)一步挖空形成空腹肋?？崭拱寮苁綐巧w的截面尺寸和高度、配筋構(gòu)造均與密肋式樓蓋相似。石膏空腔模無(wú)梁樓蓋的理論分析方法有兩種：（一）基于連續(xù)化理論的解析法，按剛度等效的原則，將空腔樓蓋等代為實(shí)體板，用具有兩個(gè)廣義位移的非經(jīng)典平板理論，建立微分方程，最后引入邊界條件求解微分方程，可解得等代實(shí)體板的位移和內(nèi)力，進(jìn)一步求得空腔樓蓋各構(gòu)件的應(yīng)力。（二）基于離散化理論的有限元法，分別用空間梁?jiǎn)卧?、殼單元模擬肋梁和上、下層混凝土板，用三維實(shí)體單元模擬空腹板架式樓蓋的剪力墩。有限元法是目前結(jié)構(gòu)分析最常用的方法。

三、主要優(yōu)點(diǎn)

石膏空腔模無(wú)梁樓蓋具有如下主要優(yōu)勢(shì)：

（一）適用范圍廣。可用于柱網(wǎng)尺寸在7m～15m的多高層框架結(jié)構(gòu)建筑，這類建筑廣泛應(yīng)用于辦公樓、商場(chǎng)及教學(xué)樓、圖書館、停車場(chǎng)等民用建筑，也適用于多層輕工業(yè)廠房。

（二）降低結(jié)構(gòu)層高。對(duì)于8m～9m 柱網(wǎng)的框架，石膏空腔模無(wú)梁樓蓋自身結(jié)構(gòu)高度僅需350mm左右，較普通梁板結(jié)構(gòu)減少300mm～500mm；對(duì)于一般的兩層地下室可降低約800mm、三層地下室可降低約1200mm的總高。

（三）使用功能良好。與普通梁板結(jié)構(gòu)樓蓋相比，石膏空腔模無(wú)梁樓蓋屬板式體系，用戶可靈活進(jìn)行平面分隔和布置；另外，結(jié)構(gòu)底面平整、視覺效果好，無(wú)需吊頂。

（四）隔音、隔熱效果好。石膏空腔模無(wú)梁樓蓋采用封閉空腔的技術(shù)，大大減少了噪音的傳遞。同時(shí)還能夠減少熱量的傳遞，使隔熱保溫性能得到顯著提高。

四、主要問題

石膏空腔模無(wú)梁樓蓋雖然具有諸多優(yōu)勢(shì)，但也存在一些問題：

（一）石膏空腔模自身具有一定質(zhì)量，其干燥狀態(tài)下體積重量為10.7kN/m3，因此會(huì)增加結(jié)構(gòu)重量。另外，盡管其原料為磷化工副產(chǎn)品，價(jià)格低廉，但石膏模本身具有一定加工成本。因此，密肋式無(wú)梁樓蓋沒有充分發(fā)掘該類結(jié)構(gòu)體系的潛力，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。

（二）石膏模殼的安裝會(huì)增加一些施工成本。另外，模殼安裝后，綁扎板肋鋼筋的操作空間變小，亦會(huì)增加施工難度。

（三）目前在實(shí)際工程中推廣應(yīng)用的石膏空腔模無(wú)梁樓蓋的結(jié)構(gòu)形式僅為密肋式無(wú)梁樓蓋，空腹板架式尚處在進(jìn)一步研究中，并未應(yīng)用與實(shí)際工程。因此，石膏空腔模無(wú)梁樓蓋的結(jié)構(gòu)形式較單一。

參考文獻(xiàn)：

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