簡(jiǎn)述混凝土空心樓蓋在建筑工程中的應(yīng)用

李方

（筑博設(shè)計(jì)股份有限公司重慶分公司　重慶渝北　401122）

簡(jiǎn)述混凝土空心樓蓋在建筑工程中的應(yīng)用

李方

（筑博設(shè)計(jì)股份有限公司重慶分公司重慶渝北401122）

簡(jiǎn)要介紹了混凝土空心樓蓋的形成、發(fā)展和性能特點(diǎn)，以及裝配箱混凝土空心樓蓋和現(xiàn)澆內(nèi)置?？招臉巧w的區(qū)別，簡(jiǎn)要分析了裝配箱空心樓蓋體系的技術(shù)原理、產(chǎn)品使用特點(diǎn)、應(yīng)用前景以及存在的問(wèn)題，對(duì)該產(chǎn)品的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。

空心樓蓋；內(nèi)置模；裝配箱；工程應(yīng)用

1　空心樓蓋的形成

1.1產(chǎn)生

樓蓋是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的重要組成部分，傳統(tǒng)的樓蓋體系以現(xiàn)澆為主，主要有主次梁樓蓋，（單向）密肋梁樓蓋，井字梁樓蓋，無(wú)梁樓蓋等，預(yù)制的有早期的預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制空心板和混凝土預(yù)制槽形板及平板等。

現(xiàn)澆混凝土空心樓板是近十幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型樓蓋體系，是“采用內(nèi)置或外露填充體，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋、澆筑混凝土而形成的空腔樓板”，它繼承了密肋樓蓋的受力特點(diǎn)，具有自重輕、省材料等優(yōu)點(diǎn)，因而在實(shí)際工程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。裝配箱混凝土空心樓蓋是在內(nèi)置?，F(xiàn)澆空心樓蓋的基礎(chǔ)上演變而來(lái)，具體是“在現(xiàn)場(chǎng)按設(shè)計(jì)要求布置裝配箱、綁扎肋梁的鋼筋骨架，然后在箱體間澆筑混凝土而形成的密肋空腔樓蓋”，是一種較為新型的空心樓蓋形式。

1.2形成

空心樓蓋是用輕質(zhì)材料以一定規(guī)則排列，并替代實(shí)心樓蓋一部分混凝土形成空腔或者輕質(zhì)夾心，使之形成空腔與暗肋，形成空間蜂窩狀受力結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)體系既減輕了樓蓋自重，降低了樓蓋結(jié)構(gòu)高度，又保持了樓蓋的大部分剛度與強(qiáng)度?？涨徊捎妙A(yù)埋內(nèi)膜現(xiàn)澆混凝土后，形成內(nèi)置?，F(xiàn)澆空心樓蓋；用配筋混凝土預(yù)制形成帶空腔的受力構(gòu)件再與現(xiàn)澆混凝土暗肋整體澆筑，形成裝配箱空心樓蓋。

1.3適用范圍

由于空心樓蓋充分發(fā)揮了樓板的空間受力作用，因而廣泛應(yīng)用于大跨度、大空間的多、高層建筑，如地下車庫(kù)、商業(yè)建筑、辦公建筑、圖書館、展覽館、教學(xué)樓、車站等大中型公共建筑，以及工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)等工業(yè)建筑。并且由于減少了主梁、次梁，也適用于需靈活間隔、或經(jīng)常改變使用功能的建筑，如：賓館、娛樂(lè)場(chǎng)所、住宅、公寓等。

2　現(xiàn)澆和裝配混凝土空心樓蓋的性能特點(diǎn)

2.1方便設(shè)備安裝

由于空心樓蓋取消了外凸的主、次梁，頂板平整，電纜可在空腔內(nèi)預(yù)埋，消防水管、電纜橋架、空調(diào)風(fēng)管的布置更加靈活、自由、美觀，設(shè)備的安裝更加方便。

2.2綜合經(jīng)濟(jì)效益提高

（1）樓板混凝土用量降低10～30%，樓板用鋼量減低20～30%。模板用量減少。

（2）層高不變，每層凈空增加300～400mm；對(duì)于地下停車庫(kù)底層可少挖土石方300～400mm，減少擋墻和基坑支護(hù)高度，從而達(dá)到節(jié)省材料的目標(biāo)。

（3）由于豎向高度減小，節(jié)省了墻柱、樓梯、電梯井道、車庫(kù)坡道等豎向構(gòu)件的材料使用，同時(shí)帶來(lái)圍護(hù)結(jié)構(gòu)（隔墻）、豎向設(shè)備管道的節(jié)省。

（4）對(duì)于地下車庫(kù)、商場(chǎng)等公共建筑，由于頂板平整，可減少消防噴淋數(shù)量。

（5）節(jié)約裝修費(fèi)用：樓板板底平整不現(xiàn)梁，無(wú)需吊頂，并且由于頂板表面積減小，可大大減少抹灰量。

（6）由于材料的節(jié)省，使得建造總工期可縮短10～15%。

2.3節(jié)約層高，提升凈高

如果保持凈高不變，每層層高，可降低300～400，同樣的樓高下，可多得樓層約8%。

2.4抗震性能好

空心樓蓋自重輕，能有效降低地震作用，提高抗震性能。在汶川地震中，采用空心樓蓋的建筑都具有良好的表現(xiàn)。

2.5使用功能優(yōu)良

由于頂板平整，便于空間靈活隔斷；而且頂板空間更開闊美觀，使用更加方便。與無(wú)梁樓蓋相比，無(wú)柱帽，無(wú)突出部位；由于有暗肋的支撐作用，樓板比普通樓板薄，因而開洞也更加方便。

2.6良好的隔音、隔熱、保溫效果

空心樓蓋的封閉空腔技術(shù)大大減少了噪音的傳遞，樓蓋隔音效果提高5～12dB、解決了圖書館、教學(xué)樓、住宅、醫(yī)院、療養(yǎng)院等噪音問(wèn)題。同時(shí)能夠減少熱量的傳遞，使隔熱、保溫性能得到顯著的提高，大大降低了空調(diào)費(fèi)用，而對(duì)大型冷庫(kù)、儲(chǔ)物庫(kù)等，此種效益尤為明顯。

3　混凝土空心樓蓋的局限性和存在的主要問(wèn)題

3.1混凝土空心樓蓋的使用局限性

任何事物都有其兩面性，空心樓蓋也不例外，既有眾多優(yōu)點(diǎn)，也必然存在其固有的局限性，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）荷載較大的部位不宜采用空心樓蓋，宜做成實(shí)心樓蓋，《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)規(guī)程》第4.1.4條規(guī)定：直接承受較大集中靜力荷載的樓板區(qū)域，不宜布置填充體；.直接承受較大集中動(dòng)力荷載的樓板區(qū)域，不應(yīng)布置填充體?？招臉巧w上翼緣較薄，難以固定膨脹錨栓，較大的靜力和動(dòng)力設(shè)備無(wú)法在薄板上固定和安裝，而且樓板無(wú)法承受其剪力和沖切荷載。

（2）柱網(wǎng)尺寸較小、樓板跨度不大的建筑不宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋，綜合多方因素考慮，此時(shí)采用傳統(tǒng)實(shí)心樓蓋更為經(jīng)濟(jì)。

（3）根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第3.6.3條規(guī)定，空心樓蓋不宜用于房屋的頂層、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層以及平面復(fù)雜或開洞過(guò)大的樓層，而應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》6.1.14條規(guī)定，地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，應(yīng)避免開設(shè)大洞口；地下室在地上結(jié)構(gòu)相關(guān)范圍的頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，相關(guān)范圍以外的頂板宜采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)。

3.2混凝土空心樓蓋存在的主要問(wèn)題

（1）計(jì)算方法有待完善

目前規(guī)范推薦的計(jì)算方法有擬板法、擬梁法、經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法、等代框架法等，屬于近似計(jì)算方法；另外也可以采用基于殼單元的有限元法計(jì)算，屬于精確計(jì)算方法。但以上方法都不能完全真實(shí)地反映空心樓蓋的實(shí)際工作機(jī)理，有待進(jìn)一步完善。有關(guān)的科研機(jī)構(gòu)正在做這方面的專門研究工作，在不久的將來(lái)必將充實(shí)和完善空心樓蓋的計(jì)算理論。

（2）相關(guān)設(shè)計(jì)、制作、施工規(guī)范還有待完善

現(xiàn)有的設(shè)計(jì)、制作和施工規(guī)范還不能解決設(shè)計(jì)、制作和施工中遇到的所有問(wèn)題，有待進(jìn)一步改進(jìn)和完善，以便更好地指導(dǎo)設(shè)計(jì)、制作和施工，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展?，F(xiàn)在的規(guī)范編制和技術(shù)研究、推廣多為廠家推動(dòng)，政府投入和主導(dǎo)不夠。

（3）施工工藝還有待改善

目前內(nèi)置模施工中容易出現(xiàn)以下質(zhì)量問(wèn)題：

①澆筑混凝土?xí)r填充體易上浮、橫向移動(dòng)，需設(shè)置抗浮鋼筋將其固定，增加材料用量和施工工作量。

②內(nèi)置模下部混凝土容易振搗不密實(shí)：影響混凝土質(zhì)量，需加強(qiáng)施工措施，增加施工工作量。

③GBF薄壁空心管、EPS聚苯乙烯芯模在施工過(guò)程中易破損，影響施工質(zhì)量甚至造成安全隱患。

以上局限性和不足之處，也限制了空心樓蓋在工程中的進(jìn)一步推廣使用。

4　裝配箱（空心箱，疊合箱）空心樓蓋技術(shù)

鑒于現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋存在上述問(wèn)題，有必要找到一種更好的樓蓋形式，使之既具有空心樓蓋的優(yōu)點(diǎn)，又能克服其弱點(diǎn)，應(yīng)該說(shuō)裝配箱（空心箱，疊合箱）空心樓蓋技術(shù)就是在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生的。該樓蓋體系由現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋發(fā)展演變而來(lái)，裝配箱/空心箱/疊合箱為預(yù)制構(gòu)件，與密肋梁通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土形成梁、板合一的整體樓蓋，參與結(jié)構(gòu)整體受力，因此該樓蓋體系是箱形截面的密肋梁樓蓋。具有底部平整、大空腔蜂巢構(gòu)造、空間受力的特性。

除具有空心樓蓋的所有優(yōu)點(diǎn)外，裝配箱空心樓蓋具有自身的優(yōu)勢(shì)：與密肋樓蓋相比，它增加了底板，從而增加了抗扭能力，提高了整體性能；與無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力無(wú)梁樓蓋相比，其施工技術(shù)要求低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高，無(wú)后期的繁瑣維護(hù)。作為現(xiàn)澆空心樓蓋的替代產(chǎn)品，與現(xiàn)澆空心樓蓋相比，具有各方面的優(yōu)勢(shì)和特色，如表1所列。

由表1可見(jiàn)，裝配箱空心樓蓋結(jié)構(gòu)克服了現(xiàn)澆內(nèi)置?？招臉巧w的一些弊端，在材料和施工工藝方面進(jìn)行了改進(jìn)和完善，因而施工更方便快捷，質(zhì)量更安全可靠。

除此之外，裝配箱空心樓蓋在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上也有著比較突出的優(yōu)勢(shì)，尤其是采用了預(yù)制裝配整體式的生產(chǎn)工藝，符合國(guó)家節(jié)能、節(jié)材，綠色環(huán)保以及建筑業(yè)工廠化的發(fā)展趨勢(shì)，是一種發(fā)展前景優(yōu)良的先進(jìn)技術(shù)。只是由于技術(shù)推廣和市場(chǎng)開拓方面等等諸多因素，與現(xiàn)澆內(nèi)置模空心樓蓋相比市場(chǎng)占有率并不高，在全國(guó)各地區(qū)間的發(fā)展也極不平衡。

表1　內(nèi)置?，F(xiàn)澆空心樓蓋與裝配箱空心樓蓋材料和工藝對(duì)比簡(jiǎn)表

5　結(jié)語(yǔ)

本文旨在拋磚引玉，簡(jiǎn)要介紹了混凝土空心樓蓋在工程應(yīng)用中的現(xiàn)狀、問(wèn)題和前景，著重關(guān)注了裝配箱（空心箱，疊合箱）空心樓蓋技術(shù)的工藝和技術(shù)特點(diǎn)，以引起業(yè)內(nèi)同行的關(guān)注和深入探討。該技術(shù)在工程應(yīng)用中的問(wèn)題和困惑還很多，在這里無(wú)法一一盡數(shù)，有待于進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和研究，以期更好地推進(jìn)該技術(shù)的推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

[1]《高層混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ3-2010）[S].

[2]《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）[S].

[3]《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T268-2012）[S].

[4]《裝配箱混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T207-2010）[S].

TU755

A

1673-0038（2015）38-0096-02

2015-9-1

李方（1966-），男，重慶江津人，工程師，碩士，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和管理工作。