大跨度現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的設(shè)計方法及施工建議

摘 要：空心樓蓋是近幾年發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用技術(shù)日漸成熟，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。其優(yōu)點有：跨度大，自重輕，能降低層高，空間開闊美觀，材料用量省，節(jié)省成本，施工簡易快捷等?；诖?，本文就從大跨度現(xiàn)澆空心樓蓋設(shè)計方法的展開分析。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土；空心樓蓋；設(shè)計方法

1、空心樓蓋的概述

實際上，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋施工技術(shù)的工作機(jī)理主要是在建筑結(jié)構(gòu)按照相關(guān)規(guī)定要求放置埋入式內(nèi)膜結(jié)構(gòu)之后，通過在現(xiàn)澆混凝土在樓板表面建設(shè)出空心口蓋。一般該項施工技術(shù)多用于內(nèi)置模的現(xiàn)澆混凝土施工中，以此來承擔(dān)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間產(chǎn)生的壓力，起到良好的抗壓作用。并且，通過將建筑結(jié)構(gòu)作用下產(chǎn)生的荷載重力分散到現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步增強(qiáng)了建筑整體結(jié)構(gòu)的牢固程度。

2、空心樓蓋的特點

2.1在現(xiàn)代建筑工程施工中，空心樓蓋結(jié)構(gòu)與框架剪力墻結(jié)構(gòu)有著明顯的區(qū)別。因此，施工人員在對空心樓蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時，不能完全愛用框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工原理，應(yīng)該根據(jù)工程實際需要，對其空間大小進(jìn)行合理的設(shè)置。

2.2在實際的施工過程中，施工人員要加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)層高的控制，這種空心樓蓋與普通樓蓋相比來說，這一施工技術(shù)能夠保證建筑總高度在不發(fā)生任何改變的情況下，還可以進(jìn)行加層，促使建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益得到最大化的實現(xiàn)。

2.3空心樓板自身具備了良好的保溫隔熱作用，大大提高了建筑室內(nèi)的舒適性，為人們創(chuàng)造了良好的居住環(huán)境。

2.4空心樓蓋除了具有施工工藝簡便，價格成本經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點以外，還從一定程度上，降低了施工材料的不必要浪費(fèi)，不僅降低了工程建設(shè)成本，還有利于加快工期進(jìn)度。

2.5因為空心樓板在實際應(yīng)用過程中，將會呈現(xiàn)空腹?fàn)顟B(tài)，大大減輕了建筑結(jié)構(gòu)的自身重量。并且，其在滿足建筑結(jié)構(gòu)受力需求的同時，也達(dá)到工程設(shè)計要求，充分保障了建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

3、實例分析大跨度現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1工程概況

本項目為深圳國際生物谷壩光核心啟動區(qū)壩光展示廳建設(shè)工程，位于廣東省深圳市大鵬新區(qū)，總建筑面積5602.45m2，地上建筑面積4999.45 m2，地下建筑面積603 m2。地上共兩層，局部設(shè)一層地下室，主要為設(shè)備用房，一層主要功能為展廳，二層主要功能為會議廳及多功能廳，另外二層局部設(shè)置設(shè)備夾層114.4 m2。

建筑高度：屋面結(jié)構(gòu)板最高點15.3m，最低點10.3m，平均建筑高度約12.7m，其中一層層高為6m，二層最低點層高為4m，最高點層高為9m。

3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.2.1設(shè)計的基本參數(shù)

1）本工程二層及屋面層均存在18mX34m的大跨度以及4m左右的懸挑，為保證建筑層高及室內(nèi)效果采用現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)，板厚尺寸如下：

2）主要使用荷載：

二層：恒載2.5KN/m2（不含板自重），活載3.5 KN/m2；

屋面層：恒載12KN/m2（含覆土荷載，不含板自重），活載2KN/m2；

3）主要計算參數(shù)：

結(jié)構(gòu)重要性：1.0，周期折減系數(shù) 0.85。本結(jié)構(gòu)嵌固端取在基礎(chǔ)頂?？拐鹪O(shè)防烈度：7 度，基本地震加速度為 0.1g，笫一組，地震最大影響系數(shù)為 0.08。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：采用深圳市 50 年一遇基本風(fēng)壓 0.75kN/m2 計算結(jié)構(gòu)水平位移。地面粗糙度：C 類，體型系數(shù)：1.3。結(jié)構(gòu)阻尼比取 0.05，計算風(fēng)荷載下舒適度時阻尼比取 0.02。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，本工程考慮質(zhì)量偶然偏心（±5%）的影響。結(jié)構(gòu)為丙類建筑，框架柱和梁抗震等級均為三級?？紤]空心樓板作為彈性板計算，考慮梁（暗梁）與彈性板協(xié)調(diào)變形，彈性板與梁協(xié)調(diào)時考慮向下相對偏移。

3.2.2計算分析

本工程采用YJK以及佳構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件進(jìn)行計算。

1）沖切問題

YJK與大板等厚的暗柱帽不能輸入，沒有柱帽YJK不算沖切，沒有沖切信息。本工程原先均為暗柱帽YJK計算，通過佳構(gòu)復(fù)核計算后，18mX34m的大跨度處的柱帽完全無法滿足沖切要求，故均由佳構(gòu)計算修改為明柱帽，并手算復(fù)核沖切。

2）柱帽配筋

YJK無論怎么修改荷載，柱帽配筋完全沒有反映，均為構(gòu)造配筋，而佳構(gòu)計算結(jié)果顯示柱帽處負(fù)彎矩非常大，構(gòu)造配筋顯然無法滿足要求，且YJK無法考慮不平衡彎矩的作用，故柱帽配筋均采用佳構(gòu)計算結(jié)果。

3）空心板配筋

大板配筋尤其是板底位置，YJK比佳構(gòu)大，故空心板配筋采用YJK計算結(jié)果。

綜上所述，通過兩種軟件的計算分析，我們?nèi)《哂嬎愦笾颠M(jìn)行設(shè)計，同時大跨度的空心樓蓋采用了肋梁式配筋，并加強(qiáng)了柱帽及暗梁的配筋，確保了結(jié)構(gòu)的安全。

3.3施工建議

施工工藝在現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)中顯的尤為重要。

1）施工時，先對稱澆筑柱子混凝土，后澆梁、板部位混凝土，每塊板厚的混凝土要分兩步澆筑完成。首先，將每塊板的全部內(nèi)模肋部混凝土澆至1/2高，宜使用3cm直徑插入式振搗棒仔細(xì)振搗混凝土，振搗棒插入間距300mm。澆筑砼時采用分層振搗（分層厚度約500mm），采用插入式振動棒振搗，振動棒插點均勻，間距400mm，振搗上一層時，插入下層5～10cm左右，消除冷縫。振搗時，嚴(yán)禁觸碰鋼筋，預(yù)埋件及線管等。只有這樣才能把內(nèi)模下空氣全部排除干凈，使內(nèi)模下混凝土振搗密實。在本塊板的所有肋部混凝土澆筑振搗密實后，即可將剩余板厚的混凝土澆筑到設(shè)計標(biāo)高，并對肋部混凝土進(jìn)行兩次振搗，最后使用混凝土平板振搗器沿固定內(nèi)模的垂直方向振搗板面混凝土。

2）安放箱體時應(yīng)嚴(yán)格依照劃線位置進(jìn)行安放，采用50*50*100mm、50*50*80mm、50*50*70mm圓柱形墊塊（墊塊強(qiáng)度同樓層混凝土強(qiáng)度等級）直接墊在模板上，每個箱體下分四角共放置4個墊塊。

3）本工程箱體長寬大部分為750mm，為解決混凝土澆注過程出現(xiàn)的箱體下部排氣問題，特要求在箱體上留有直徑為50mm的圓形孔洞的箱體，確保澆注混凝土過程中，排氣順暢。

4）由于箱體下僅有75mm厚混凝土，肋梁寬度僅為100mm，為避免出現(xiàn)箱體下混凝土孔洞現(xiàn)象，特在澆筑混凝土過程中使用30mm、50mm兩種型號振動棒，且砼宜為先后交替澆筑完成，先注入少量砼后用振動棒直接振搗肋梁混凝土至底模（根據(jù)結(jié)構(gòu)布置分區(qū)格澆筑，先將周邊梁及箱體底部澆筑完畢，再澆筑箱體上部混凝土）。底層振搗密實后緊接著再注入所需的混凝土，同時振搗。

5）箱體進(jìn)場后，應(yīng)集中碼放，在材料堆放區(qū)域放置干粉滅火器，專人負(fù)責(zé)，避免出現(xiàn)火災(zāi)。樓層上箱體施工完畢后，所有剩余材料需及時清理出樓層，減少發(fā)生火災(zāi)的概率。

6）平臺支設(shè)完畢時，應(yīng)及時刻劃箱體位置線，做到準(zhǔn)確、清晰，方便后續(xù)施工。

7）底板筋及面筋綁扎時應(yīng)滿扎，杜絕出現(xiàn)漏綁、漏扎現(xiàn)象。綁扎完畢后，應(yīng)搭設(shè)施工便道，避免施工人員踩踏箱體或?qū)⑹┕C(jī)械放置在箱體上。

8）抗浮鋼筋及抗浮點的設(shè)置：抗浮點（抗浮點、拉結(jié)點合一）間距：1*（箱體寬度+肋梁寬度），用16#鐵絲穿透模板將箱體上部抗浮鋼筋與模板鎖死。

結(jié)束語

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代建筑工程建設(shè)中常見的建筑結(jié)構(gòu)形式，更多被應(yīng)用于大跨度建筑結(jié)構(gòu)施工中，不僅有效提高了工程施工質(zhì)量和效率，還節(jié)省了施工材料的過量使用，降低了整個工程項目的施工成本。

參考文獻(xiàn)

[1]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（GB50666-2011）

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

作者簡介

歷鑫（1992.03-），性別：男，民族：漢，籍貫：浙江省永康市，當(dāng)前職務(wù)：技術(shù)經(jīng)理，當(dāng)前職稱：建筑結(jié)構(gòu)初級工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。

（作者單位：深圳市建筑科學(xué)研究院股份有限公司）