地下室空心樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

李鐵成

廣東省東莞市鼎峰地產(chǎn)集團有限公司 52000

摘要：結(jié)合某地下室工程實例，從空心樓蓋工程的技術(shù)特點出發(fā)，對地下室空心樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進行分析與闡述。文章旨在與同行共同交流、互相學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：空心樓蓋；地下室工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；要點

引言：樓蓋體系作為建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，選擇合適的樓蓋體系不僅能改善整個建筑結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，而且能有效降低工程的造價。隨著當(dāng)前新型建筑材料的不斷涌現(xiàn)及施工技術(shù)的日益成熟，現(xiàn)澆混凝土空心樓板也逐漸出現(xiàn)在工程實際應(yīng)用中。本文工程實例中，空心樓板是采用輕質(zhì)填充材料作為內(nèi)模，并填埋于混凝土樓板內(nèi)所形成的樓板，其輕質(zhì)填充材料在施工過程中可起到內(nèi)模板的作用，在施工結(jié)束后還可留在樓板內(nèi)與鋼筋混凝土樓板結(jié)構(gòu)組成空腹樓板，從而使整個樓板具有更好的受力性能和更長的耐火極限，而且還能極大提高樓板在隔音、隔熱、減振和節(jié)能等方面的環(huán)保性能。

一、空心樓蓋工程的技術(shù)特點

空心樓蓋工程繼承了預(yù)制空心板和現(xiàn)澆板無梁樓蓋的優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)樓蓋體系中的不足，具有以下新的技術(shù)特點。

（1）自重輕、材料省?？招臉巧w體系可廣泛應(yīng)用于各種跨度和各種荷載的建筑當(dāng)中，尤其適用于大跨度、大荷載、大空間的多層和高層工業(yè)及民用建筑。

（2）整體性能好，美觀?？招臉巧w結(jié)構(gòu)板底和樓面非常平整，有利于對空間進行靈活隔斷，適合于大開間的布置，空間開闊美觀，有利于室內(nèi)的通風(fēng)與采光。而且管線的安裝也較為順直，有利于水平管線的鋪裝，并極大地減少了接頭的數(shù)量。

（3）綜合造價低。在建筑層內(nèi)凈高度不變的情況下，可相應(yīng)降低建筑層高0.3-0.7m，可減少各類圍護結(jié)構(gòu)、內(nèi)外墻裝飾、電梯、豎向水電管線的費用，綜合造價得到明顯降低。

（4）加快施工速度。平模施工簡便、施工速度快，且由于無需梁的支撐工序，施工工期可縮短10%以上。同時，由于減少了模板的損耗，也使施工承包得到明顯的降低。

（5）性能優(yōu)異。由于樓蓋為封閉式空腔，因此提高了建筑隔熱、隔聲的效果，且有利于節(jié)能、降噪。由于對于降低撞擊噪聲非常明顯，同時空心樓蓋工程中樓面的剛度大、變形小，因此工程的抗震性能非常優(yōu)異。

二、工程實例

1、工程自然條件

該工程位于河源市新市區(qū)長安街與文匯路交匯之東北角，北鄰文?；▓@、金逢美域小區(qū)，南、西靠長安街、文昌路，交通便利，地理位置優(yōu)越，地下室2 層均為車庫。該工程結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，框架抗震等級為四級，抗震設(shè)防類別為丙類；工程地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級，基礎(chǔ)類型采用的是獨立基礎(chǔ)，地基持力層為中風(fēng)化砂礫巖；建筑耐火等級為一級，相應(yīng)各類主要的耐火極限及所要求的結(jié)構(gòu)厚度、截面最小尺寸和保護層最小厚度均應(yīng)符合《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016—2006）中的要求。該工程場地內(nèi)的地質(zhì)報告，由素填土層、含砂礫粉質(zhì)黏土、礫質(zhì)黏土層、全風(fēng)化砂礫層、強風(fēng)化砂礫層和中風(fēng)化砂礫層組成。

2、空心樓蓋體系

該工程中設(shè)計的現(xiàn)澆空心樓板采用的是住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部重點推廣的“現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)”，設(shè)計中采用的芯模均由頒有專利證書的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，工程中所用箱體芯模標準（長×寬×高）負一層為：800mm×800mm×220mm、800 mm ×600 mm ×220 mm，800mm ×400 mm ×220mm 和400mm ×400 mm ×220mm 4 種；地下室頂板為800mm ×800mm×280，800×600mm×280mm，800mm×400mm×280mm和400mm×400mm×280mm4 種?，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)均在設(shè)計院及芯模生產(chǎn)廠家的指導(dǎo)下施工、驗收。樓板單位面積內(nèi)模重量的限值為0.05kN/m2，內(nèi)模48h 浸泡后局部抗壓荷載應(yīng)≥2.0kN。

三、地下室空心樓蓋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

1、內(nèi)力分析

根據(jù)空心樓蓋的受力特點，樓板內(nèi)力分析方法主要有：擬梁法和等代框架法這兩種方法。其中，擬梁法是需要同時考慮空心樓板兩個計算方向，樓板在兩個方向的彈性剛度的差異容易給計算結(jié)果帶來一定的影響；等代框架法則是按照樓板兩個方向分別進行計算，且兩個計算方向上都考慮了全部荷載作用。在該工程中，對空心樓蓋的內(nèi)力分析采用了等代框架法，可將現(xiàn)澆混凝土空心板在受力方向上折算為“Ⅰ”字肋梁，進行幾何特征的分析與計算。其計算分析的步驟如下。首先根據(jù)面積相等、慣性矩相等的原則，將空心樓板折算為“Ⅰ”字形截面；然后計算“Ⅰ”字形截面面積和慣性矩；最后將“Ⅰ”字形截面換算為1m 寬度的板帶，計算板的空心率，要求板的空心率應(yīng)在30%～55%之間。

2、承載力計算

對現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)各類構(gòu)件的材料選用和承載力計算，均應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010—2010）中的要求?？招臉前逶诶蒙鲜龇椒ㄟM行內(nèi)力分析以后，應(yīng)取空心樓板的實際截面值進行承載力的計算。樓板的受彎承載力的計算應(yīng)綜合等面積、等慣性矩、等高、等寬的“Ⅰ”字形截面進行考慮，并根據(jù)工程中混凝土受壓區(qū)的高度具體劃分為一類或兩類“Ⅰ”字形截面，工程中混凝土的受壓區(qū)高度不宜高過受壓區(qū)最小翼緣的厚度值。在對工程中受彎、受剪承載力計算時，由于不同方向受力的差異會對計算結(jié)果有較大的影響。因此，要求在進行受彎承載力計算時，樓板橫管方向的混凝土受壓區(qū)高度與最大配筋率應(yīng)嚴格按照規(guī)范要求進行；在進行受剪承載力計算時，要求樓板橫管方向單位寬度樓板的受剪承載力，應(yīng)當(dāng)控制為豎管方向的1/2 左右。

3、配筋布置與計算

現(xiàn)澆混凝土空心樓板中鋼筋的布置應(yīng)符合下列的規(guī)定：

（1）板采用雙層雙向配筋，且應(yīng)滿足最小配筋率，跨中的板底鋼筋應(yīng)全部伸入支座，支座板面鋼筋向跨內(nèi)延伸的長度應(yīng)覆蓋負彎矩圖并滿足錨固的要求。樓板中縱向受力方向可分區(qū)均勻布置，也可在肋寬范圍內(nèi)適當(dāng)集中布置，在整個樓板范圍內(nèi)鋼筋間距不宜大于200mm。

（2）在該工程中采用的是箱體內(nèi)模，要求其縱向受力鋼筋和箱體的凈距不得小于10mm，并在肋寬范圍內(nèi)應(yīng)布置箍筋或拉筋。

（3）配筋計算

工程中在進行配筋計算時，通常是模擬成等厚板進行單向受力或雙向受力的計算。要求空心樓板的最小配筋率應(yīng)滿足《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 268—2012）第7.1.9 條的最小折算配筋率。

四、空心樓板總體構(gòu)造要求

該工程中，空心樓板構(gòu)造的總體要求主要包括以下幾點：

（1）現(xiàn)澆混凝土空心樓板的體積空心率不宜低于30%，也不宜大于50%。

（2）由于工程中采用的是箱體內(nèi)模，現(xiàn)澆混凝土空心樓板的截面尺寸應(yīng)根據(jù)計算確定，并符合下列的規(guī)定：樓板厚度不宜小于250mm；箱體間肋寬與箱體高度的比值不宜小于0.25，肋寬尺寸不應(yīng)小于60mm；板頂厚度、板底厚度不宜小于50mm，且板頂厚度不宜小于箱體底面邊長的1/15。

（3）板面鋼筋在邊支座的錨固，應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中對受拉鋼筋錨固的規(guī)定；如無特殊要求的板底鋼筋在邊支座的錨固長度不得低于150mm；邊支座的錨固長度則應(yīng)從邊梁內(nèi)部開始計算。

（4）空心樓板的縱向受力鋼筋的最小配筋率，以及溫度收縮鋼筋配筋構(gòu)造應(yīng)符合相關(guān)國家規(guī)程的要求，在配筋計算時，樓板截面面積應(yīng)當(dāng)按照樓板的實際截面進行計算。

五、結(jié)語

將現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋這一新型、有效的結(jié)構(gòu)概念引入到現(xiàn)代化建筑施工中，不僅打破了傳統(tǒng)建筑的結(jié)構(gòu)模式，使建筑在力學(xué)性能上更加合理，實現(xiàn)了大開間和靈活隔斷的結(jié)構(gòu)體系，而且能降低綜合造價，提高技術(shù)性能。本文結(jié)合某地下室空心樓蓋工程為例，主要就樓蓋工程的技術(shù)特點、結(jié)構(gòu)設(shè)計要點等方面進行了重點的分析與闡述，以此希望能為類似空心樓蓋工程的實際施工建設(shè)提供一定的借鑒與幫助。

參考文獻：

[1] 邱則有.現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2] 朱聘儒.雙向板無梁樓蓋[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[3] 陸大新.現(xiàn)澆混凝土空心無梁樓蓋新技術(shù)及應(yīng)用[J].安徽建筑，2002（1）：36-37.

[4] JGJ/T268—2012現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)規(guī)程[S].

[5] GB50010—2010 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S]