淺談裝配箱混凝土空心樓蓋技術與應用

曲成林

摘 要：混凝土空心樓蓋技術近年來在我國建筑工程中得到廣泛應用，該結構在結構受力、節(jié)約材料、降低造價、提高建筑適用性等多方面均有顯著的優(yōu)點。本文就裝配箱混凝土空心樓蓋技術的設計原理、主要優(yōu)點、構造措施等方面進行概述。

關鍵詞：裝配箱；空心樓蓋；設計原理；特點分析

1 裝配箱混凝土空心樓蓋簡介

近十年來，混凝土空心樓蓋在我國建筑工程中得到廣泛應用。該類樓蓋廣泛應用于圖書館、商場、地下車庫、展覽廳、倉庫等多、高層公共建筑，尤其適用于大跨度、高凈空、大空間的結構類型。

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋和裝配與現(xiàn)澆結合的混凝土空心樓蓋是主要的兩種空心樓蓋形式。

裝配與現(xiàn)澆結合的混凝土空心樓蓋即裝配箱混凝土空心樓蓋是由預制的裝配箱與現(xiàn)澆的鋼筋混凝土肋梁復合而成的一種樓蓋形式。裝配箱由預制的鋼筋混凝土底板、頂板、硬質(zhì)材料制作的側壁筒三部分裝配而成。按照箱體的施工方法不同，裝配箱又分為明箱和暗箱兩種類型，明箱的頂板和底板即為樓蓋結構的上、下表面，頂板和底板均設外伸鋼筋。當樓蓋上作用較大的荷載或有較高防水要求時，可在箱體頂板上部設置鋼筋混凝土現(xiàn)澆層，即為暗箱。該類樓蓋的突出特點在于，裝配箱不僅可作為施工過程中現(xiàn)澆肋梁的側模，而且箱體本身可參與結構整體工作，這與一般的空心樓蓋中填充的筒芯或箱體作為內(nèi)膜而不參與結構受力有著顯著區(qū)別。

裝配箱混凝土空心樓蓋的空心率較現(xiàn)澆空心樓蓋較高，且樓蓋自重較輕，可有效的節(jié)省材料，降低工程造價。該類樓蓋中裝配箱的各構件均采用工業(yè)化、標準化制作，因而可減少現(xiàn)場混凝土澆筑量，提高了施工效率。與普通梁板樓蓋相比，該類樓蓋的結構厚度可大為降低，相同層高情況下可提供更高的建筑使用空間，而且整個樓蓋底部平整，方便使用。

2 裝配箱混凝土空心樓蓋設計原理、特點分析

2.1 裝配箱混凝土空心樓蓋和普通樓蓋的本質(zhì)區(qū)別

裝配箱混凝土空心樓蓋屬于典型的密肋結構，即肋梁的間距不大于1500mm，由于肋梁間距較小，使密肋梁的受力形態(tài)及彎矩分配更接近板，而普通樓蓋大多屬于井字梁或者十字梁結構，受力形式仍為桿系傳力，正是由于這個區(qū)別，使裝配箱混凝土空心樓蓋相比普通樓蓋具備了較大的承載能力。

2.2 裝配箱混凝土空心樓蓋鋼筋用量更節(jié)省

結構設計時，裝配箱混凝土空心樓蓋可以用有限元方法進行計算，目前通用有限元軟件可以做到實際結構與力學模型相差很小，有效完成梁、板、柱、墻、膜、網(wǎng)架、殼、組合結構的整體分析，板的空心部分也按實際情況與實心部分同時分析，板中因開洞產(chǎn)生的應力集中都可得到準確計算結果。經(jīng)過合理的結構布置，裝配箱混凝土空心樓蓋比普通樓蓋，可以節(jié)省較多的鋼筋用量。

3 裝配箱混凝土空心樓蓋的顯著優(yōu)點

3.1 節(jié)約大量的鋼材、模板、混凝土等材料及人工費，降低工程造價

裝配箱混凝土空心樓蓋承載力高、自重輕，目前少有哪種體系能達到如此程度。和普通梁板結構比較，折算厚度（折算實心厚度與樓蓋截面高度之比）一般在20%～30%，節(jié)約鋼材30%～50%，節(jié)省模板材料及人工費50%～70%，并大大增加模板使用周轉率，現(xiàn)澆混凝土量只為普通結構用量的三分之一，總用工量減少，施工工期縮短，降低工程造價的經(jīng)濟效果非常顯著。

3.2 特別適用于大空間、大跨度、高凈空的建筑

裝配箱混凝土空心樓蓋是箱型截面的密肋樓蓋，有著較密集的相互交叉約束、雙向受力的肋梁，具有超強的承載力、結構抗震性能突出，能有效解決樓蓋的顫動、伸縮等問題；裝配箱混凝土空心樓蓋剛度大，整體好，工程實測撓度一般都小于1/500，轉角變形可忽略不計，對樓蓋邊梁的扭轉作用比普通樓板也要小得多，非預應力即能做到36米（短跨方向）的跨度，滿足了對建筑物多用途多功能的要求。

3.3 提高建筑適用功能

裝配箱混凝土空心樓蓋建筑的分隔墻能實現(xiàn)真正意義上的任意布置，方便多功能使用；由于樓板中空，對聲音的阻隔，吸收性能較好，據(jù)相關資料表明，可減低5～12分貝；同時兼有保溫功能，對空調(diào)建筑來說可減低建筑運行成本10%以上。

3.4 建筑模板安裝及配套施工方便

裝配箱混凝土空心樓蓋施工過程中的支模、拆模施工工藝簡單，僅鋪放平模板就可以（整張竹膠板鋪上就行，不破壞模板材料，無需加工調(diào)配模板），并且模板使用周轉率高；樓板內(nèi)預埋管線任意排布，方便施工；板底堅固平整，便于空調(diào)管道，消防噴頭，燈具等各種掛件的定位、安裝。

4 裝配箱混凝土空心樓蓋結構構造措施

（1）裝配箱混凝土空心樓蓋頂板、底板的四周每隔100mm設水平外伸鋼筋，該類鋼筋伸入箱體周圍的肋梁內(nèi)錨固，通過鋼筋的連接作用，使預制構件與現(xiàn)澆構件共同受力。另外，頂板和底板的周邊均設有水平內(nèi)凹的剪力齒，通過混凝土的咬合作用，確保新澆筑的肋梁混凝土與頂板、底板間可靠傳遞水平剪力。

（2）對于柱支撐結構，裝配箱樓蓋與框架柱的連接節(jié)點及周圍相關區(qū)域宜采用現(xiàn)澆實心樓蓋，實心樓蓋的厚度、平面尺寸和配筋應根據(jù)抗沖切承載力和核芯區(qū)受剪承載力驗算確定，計算方法和構造措施應符合國家現(xiàn)行標準《建筑抗震設計規(guī)范》中的相關規(guī)定。此外，可在實心樓蓋周圍設置暗箱以實現(xiàn)實心區(qū)域向空心區(qū)域的過渡，這樣做可以有效避免結構形式和承載力沿寬度方向的突變，防止結構抗震薄弱部位的出現(xiàn)，對變截面部位尚應驗算抗剪承載力。通過以上措施，裝配箱樓蓋的抗震性能較普通板柱結構有顯著提高。

（3）對于柱支撐結構，抗震設計時應沿柱軸線設置扁梁或主肋梁。所謂主肋梁是設置在柱軸線位置且梁截面高度與樓蓋厚度相同的現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，其配筋應計算確定，并滿足框架梁的構造要求。

5 結語

裝配箱混凝土空心樓蓋作為一種新型的樓蓋結構體系，因其具有特別適用于重荷載、大跨度建筑，且施工方法簡單的特點，值得推廣應用。

參考文獻：

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