無梁空心樓蓋在某大型超市建筑中的應(yīng)用

趙天傳 （寧波大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司，浙江 寧波 315000）

0 前言

現(xiàn)澆無梁空心樓蓋是在鋼筋混凝土樓板內(nèi)部安裝，由輕質(zhì)材料構(gòu)成填充箱后現(xiàn)澆而成的空心無明梁樓蓋，其體系組成部分包括樓蓋周圍框架梁、由填充箱隔斷形成的現(xiàn)澆混凝土雙向肋梁、豎向受力構(gòu)件框架柱和柱帽。樓蓋內(nèi)部均勻布置的永久性輕質(zhì)箱體同樣滿足結(jié)構(gòu)性能要求，并大大縮減了混凝土和鋼筋用量，在降低樓板自重，減小地震作用力影響的同時，有效增加了層高，使得建筑空間更加靈活和人性。這種新型施工技術(shù)順應(yīng)現(xiàn)今房建施工高效節(jié)約的要求，在今后也將得到更廣泛推廣和應(yīng)用。

1 工程概況

本項目為某大型綜合超市，采用多層板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7。，地下一層，地上三層，總建筑面積約8.8萬m2。建筑從地下室至上層高分別為5.6m、6m、10m、4.5m，柱網(wǎng)為 8.4m×11.2m，樓面活荷載按3000kg/m2設(shè)計。綜合考慮結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟性、美觀性、適用性要求及提高房屋的凈高要求，且方便施工的同時保證施工質(zhì)量，擬采用無梁空心樓蓋技術(shù)。

2 結(jié)構(gòu)布置

為了滿足抗震設(shè)防及結(jié)構(gòu)體系安全穩(wěn)定要求，工程采用板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主體材料中，柱、剪力墻混凝土強度等級在第2層及以下為C40，其余層為C35，梁、板在地下室頂板及二層樓面為C35，其余層為C30，抗震等級為二級。其中剪力墻承擔(dān)全部的地震作用，相對于框架結(jié)構(gòu)多了一道抗震設(shè)防，提高了結(jié)構(gòu)的安全度。同時在框架柱頂設(shè)置柱帽替代暗梁，既經(jīng)濟又方便施工，加快施工進度。

2.1 剪力墻布置

為了不影響建筑功能，在樓梯間、電梯井處設(shè)置剪力墻，較長的剪力墻設(shè)置大洞口。由于建筑2層層高為10m，按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）第6.6.2條要求，剪力墻厚度不宜小于層高的1/20，故2層及以下剪力墻厚度取500mm，其余層剪力墻厚度取250mm。

2.2 框架梁柱布置

由于地下室頂板為嵌固端，為了滿足《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）第6.1.14條要求，地下室頂板采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，為了提高地下室凈高，框架梁采用寬扁梁，中間大板采用現(xiàn)澆空心樓蓋。經(jīng)過計算分析，邊柱截面尺寸：800mm×800mm；中柱截面尺寸：800mm×900mm。

2.3 樓、屋蓋布置

經(jīng)過計算分析、比較，地下室頂板及二層樓面板總厚度為580mm（其中上翼緣厚度為110mm，下翼緣厚度為70mm，中間填充箱厚度為400mm），填充箱型號為580×580×400，肋寬為100，沿柱上板帶設(shè)實心區(qū)，其厚度為580mm，設(shè)置柱帽3400×3400×800（總厚）。屋面板（種植屋面）總厚度為560mm（其中上翼緣厚度為90mm，下翼緣厚度為70mm，中間填充箱厚度為400mm），填充箱型號為580×580×400，肋寬為100，沿柱上板帶設(shè)實心區(qū)，其厚度為560mm，設(shè)置柱帽3200××3200×700（總厚）。經(jīng)過計算分析，空心樓蓋的混凝土受壓區(qū)均在上下翼緣內(nèi)，滿足規(guī)范要求。

3 方案比對

圖1 無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)板局部平面布置圖

圖2 板中填充箱位置剖面圖

為了安全性及經(jīng)濟性，采用盈建科計算軟件完成本工程的空心樓蓋設(shè)計實際建模，計算分析得出本項目的周期、位移及結(jié)構(gòu)構(gòu)件配筋率均比較合理，由此繪制施工圖。圖3～圖6為無梁空心樓蓋局部板配筋圖與傳統(tǒng)梁板結(jié)構(gòu)配筋圖對比。

圖3 無梁空心樓蓋局部板面配筋圖

圖4 無梁空心樓蓋局部板底配筋圖

圖5 傳統(tǒng)梁板結(jié)構(gòu)局部板配筋圖

經(jīng)預(yù)算得出單方混凝土含量、鋼筋含量、模板及無梁空心樓蓋的填充箱造價。不考慮基礎(chǔ)、柱、墻、樓梯等其他二者相差不大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，比對采用傳統(tǒng)梁板體系中樓蓋經(jīng)濟指標(biāo)，充分體現(xiàn)了無梁空心樓蓋的經(jīng)濟性。

①采用無梁空心板結(jié)構(gòu)，地下室層高可以減少0.5m，相應(yīng)的土方量也減少0.5m3/m2，由此影響到土方挖運、基坑支護及其他費用降低。土方開挖、運輸及處置費。層高每減少0.1m，費用節(jié)約10元/m2；基坑支護費用。層高每減少0.1m，基坑支護費用節(jié)約5元/m2；考慮地下室層高降低引起的地下室墻、柱、粉刷、涂料、腳手架、模板、防水、底板、管道等材料的降低及相關(guān)人工費的降低，綜合成本層高每減少0.1m，費用節(jié)約30元/m2。故地下室總層高減少0.5m后，每平方米節(jié)省費用約為5×（10+5+30）=225元。地下室頂板采用空心無梁板結(jié)構(gòu)，外加空心無梁樓蓋本身可以節(jié)省費用120元/m2，所以地下室每平方米節(jié)省費用約為 5×（10＋5＋30）＋120＝345元。

圖6 傳統(tǒng)梁板結(jié)構(gòu)局部梁平法施工圖

②采用空心無梁板結(jié)構(gòu)，上部層高每層可以降低0.4m，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，上部層高每降低0.1m可以節(jié)約造價20元/m2，故上部層高降低因素而引起的造價降低約為20×4=80元/m2。

二層樓蓋結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟對比詳見表1，采用空心無梁樓蓋本身可以節(jié)省費用168.2元/m2，考慮降低層高因素，每平方米可以節(jié)約造價約為168.2＋80＝248.2元。

此外，采用無梁空心樓蓋技術(shù)，不僅適用、經(jīng)濟、安全、美觀，而且節(jié)能、隔聲效果好。填充箱在澆筑混凝土前充分澆水濕潤，澆筑混凝土后，其中的水分可以再釋放出來，對混凝土起到內(nèi)養(yǎng)護的效果，板不易出現(xiàn)裂縫，這是普通梁板結(jié)構(gòu)無法得到的效果。

4 施工要點

現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)經(jīng)過多年來的施工實踐,施工技術(shù)已較為成熟。與傳統(tǒng)樓板施工區(qū)別主要是在進行施工作業(yè)之前，要統(tǒng)計填充箱規(guī)格、數(shù)量，根據(jù)施工進度委托專業(yè)廠家生產(chǎn)備貨?，F(xiàn)場施工工藝為樓蓋模板及支架安裝→對暗梁、柱帽、肋、預(yù)留預(yù)埋設(shè)施及填充箱等位置定位劃線→梁、柱帽、板底及肋鋼筋安裝→填充箱進場驗收及安裝（內(nèi)置填充箱抗浮及防漂移專用連接件）→板面鋼筋安裝→混凝土澆筑（澆筑混凝土前應(yīng)對模板及填充箱澆水潤濕）→混凝土養(yǎng)護→模板拆除。

由于空心樓蓋的翼緣較薄，在進行混凝土澆筑時，下翼緣容易出現(xiàn)氣囊、氣泡，因此要嚴格控制澆筑時混凝土塌落度及骨料的粒徑尺寸。

與普通梁板結(jié)構(gòu)相比，無梁空心樓蓋施工方便、快捷，綜合工期縮短了15%左右。主要因素有以下兩個方面：

①由于層高降低，基坑開挖深度降低，減少基坑開挖工作量；邊坡支護樁身長度、樁的埋設(shè)深度可降低，節(jié)省邊坡支護工作量；豎向構(gòu)件（柱、剪力墻）、圍護結(jié)構(gòu)（墻體）及隔墻高度降低，施工工作量相應(yīng)減少。

②由于無梁空心樓蓋底部平整，模板支護時較普通樓蓋方便，支模時間縮短；粉刷面積減少，施工簡便，效率提高。樓蓋下吊掛管件，橋架，風(fēng)管因無凸出梁、無需拐彎和變徑，架設(shè)快捷方便。

5 優(yōu)點分析

除去上述造價及施工方面具有顯著優(yōu)勢外，無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)體系相比于普通梁板結(jié)構(gòu)體系突出優(yōu)點還體現(xiàn)在以下幾個方面。

①適用范圍廣。結(jié)構(gòu)能充分滿足賓館、酒店等建筑對空間的靈活性較高的要求，能滿足超市、廠房等多高層建筑對跨度和大空間的要求。此外，空心樓蓋結(jié)構(gòu)出色的隔音、隔熱效果也能滿足機械廠房、冷藏庫等建筑的特殊要求。

②整體性高。無梁空心樓蓋由底層鋼筋混凝土、中間層芯模產(chǎn)品及面層鋼筋混凝土現(xiàn)澆組合而成，在有效降低豎向構(gòu)件高度、增加房間凈空的同時保證了其結(jié)構(gòu)整體性。此外，工程采用柱板支承方式使建筑顯得簡潔輕巧，也改善了空間整體的視覺效果，讓建筑功能更加人性化。

表1 二層樓蓋方案經(jīng)濟對比（每平方米指標(biāo)）

③更加綠色環(huán)保。無梁空心樓蓋的填充箱材料主要是以工業(yè)廢棄物為原料生產(chǎn)而成，且可再循環(huán)利用，是一種綠色建材，不含石棉、甲醛、苯及其他放射性有害物質(zhì)，同時，封閉空腔結(jié)構(gòu)也減少了熱量的傳遞，隔熱、保溫性能得到顯著提高，也能順應(yīng)綠色建筑趨勢要求。

6 結(jié)語

隨著當(dāng)今社會對建筑功能性要求的逐步增高，現(xiàn)澆混凝土無梁空心樓蓋結(jié)構(gòu)體系作為一種更加“全面”的新興技術(shù)，打破傳統(tǒng)樓板結(jié)構(gòu)模式，體現(xiàn)出其較高的社會應(yīng)用價值。但是，我們也不能忽視這種技術(shù)的缺點，例如其專業(yè)性較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更高，如果在施工過程中得不到專業(yè)廠家的指導(dǎo)，可能會造成嚴重的后果。本文通過介紹無梁樓蓋技術(shù)在某大型超市工程中的應(yīng)用，給出了設(shè)計、施工的具體方法以及各個方面優(yōu)缺點理論分析，為今后類似工程提供借鑒。