浅谈现浇空心楼盖的设计及应用

2016-06-06崔继付甘肃省建筑设计研究院甘肃兰州730030

甘肃科技 2016年1期

崔继付（甘肃省建筑设计研究院，甘肃　兰州　730030）

浅谈现浇空心楼盖的设计及应用

崔继付
（甘肃省建筑设计研究院，甘肃兰州730030）

摘要：目前建筑楼板普遍采用有梁楼盖或无梁楼盖，而梁楼盖不能满足建筑物净高的要求且增加了层高，不利于抗震。因此，需寻找一种即能满足建筑功能要求又能降低工程造价的新结构形式，以解决大开间、大跨度楼盖尤为重要。现浇混凝土空心楼盖技术，很好地解决了上述问题。

关键词：现浇空心楼盖;GBF竹芯盒

1　工程概况

兰州市某中学教学楼工程地上6层，一层层高3.90m,其他层层高均为3.600m。为满足学校教学使用要求,做大开间,大进深,采用大柱网(9.90mx7.10m)的框架结构体系,每个教室只有四角设置框架柱，使教室内部比较平整,美观。因此在柱网为9.9mx7.1m的教室内不设置次梁，采用现浇混凝土空心楼盖结构。板厚取270mm，教室净高为3.330m。该结构体系具有刚度大、强度高、建筑物自重减轻、建筑设计简单明快、功能灵活多样、隔音效果好、施工简单易行等诸多优点，在教学楼中得到广泛的应用，并得到校方的好评。

2　现浇空心楼盖的概念及应用

2.1现浇空心楼盖

按一定规则放置埋入式内膜后，经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖。

2.2埋入式内膜

是埋置在现浇空心楼盖中用于形成空腔且不取出的筒芯、箱体和筒体、块体的总称。GBF预埋芯模共有4种类型：1）GBF加劲肋管；2）GBF高复合薄壁管；3）GBF竹芯盒；4）GBF蜂巢芯盒。本文仅以GBF竹芯盒为例进行说明。GBF竹芯盒由GBF高强复合材料制成的四侧有封堵的方形薄壁盒。GBF竹芯盒截面尺寸:长度(mm)x宽度(mm)×高度(mm)=500mm×500mm×150mm。GBF竹芯盒在工程中的布置详如图1所示。

图1　GBF竹芯盒在实际工程中的设置

2.3GBF竹芯盒物理性能（见表1）

表1　GBF竹芯盒物理性能

2.4空心楼盖不宜用于下列三种的房屋

1）有振动荷载作用和潮湿环境的房屋。

2）开洞较多、工艺经常变动的实验室及轻工业厂房。

3）各种复杂体系结构、特别不规则结构及转换层结构的转换部分、错层结构的错层部分、连体结构的连体部分、多塔楼间裙房连接部分。

3　现浇空心楼盖的设计

3.1结构内力分析

1）构分析宜采用弹性分析方法，现浇混凝土空心楼盖的自重应考虑空心的影响，整体结构分析时，可通过折实厚度考虑楼盖自重。现浇空心楼盖结构承载能力极限状态设计的效应组合设计值按照《建筑结构荷载规范》、《建筑抗震设计规范》的规定进行设计。正常使用极限状态设计的荷载组合设计值按《建筑结构荷载规范》的规定进行设计。

2）对规则布置的现浇空心楼盖结构可按边支承楼盖结构进行内力分析。

3.2结构整体计算

1）现有的计算程序(PKPM系列)在结构整体计算时,无法准确计算现浇(预埋GBF竹芯盒)空心楼盖,可按折算厚度计算,按等面积、等形心、等惯性矩简化为工字形截面。现浇空心楼板折算厚度计算模型如图2所示。

图2　浇空心楼板折算厚度计算模型

GBF竹芯盒现浇空心板的折算厚度h'=(h-h1)+ h1t/B。

2）双向板承载能力极限状态计算，可按双向板计算内力（拟板法），也可按正交工字形井式梁计算内力（拟梁法）。边支承双向板按弹性分析方法求得的内力，每个方向正、负弯矩之间的调幅不应超过20%。考虑弯矩调幅的现浇空心楼盖，其正截面承载力计算中的截面受压区高度不宜大于受压区最小翼缘厚度。根据内力进行正截面抗弯配筋和斜截面抗剪配筋，斜截面抗剪应按折算的肋宽进行计算。现浇混凝土空心楼盖在正常使用极限状态下的刚度（挠度）按《混凝土结构设计规范》第8.2条的规定进行验算；挠度限值符合《混凝土结构设计规范》第3.3.2条的规定。本工程空心楼盖的挠度1/569L0＜1/250L0满足规范要求。现浇混凝土空心楼盖在正常使用极限状态下的抗裂和最大裂缝宽度，按《混凝土结构设计规范》第7.1条的规定进行验算，其裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值符合《混凝土结构设计规范》第3.4.5条的规定。本工程空心楼盖的裂缝宽度ω= 0.147mm＜0.3mm满足规范要求。

3.3构造要求及加强措施

1）现浇普通混凝土空心楼盖（边支承双向板）的经验跨高比：连续35～40；简支30～35。

2）现浇普通混凝土空心楼盖的体积空心率对于空心芯筒不宜小于25%，也不宜大于50%,对于空心芯盒不宜大于70%；GBF竹芯盒间距S≥70mm,竹芯盒壁到板顶、板底净距不应小于50mm。

3）纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度要符合最小厚度的要求；钢筋的锚固长度、搭接长度应符合规范要求。

4）除满足计算及抗震构造要求外，对支撑空心楼盖的边框架梁采取加强措施，如加强腰筋及箍筋设计，以增强边框架梁的抗扭性能。适当加强与空心楼盖相连的普通楼板的厚度及负筋设计。

5）对大跨度现浇混凝土空心楼盖，宜进行竖向自振频率验算，其自振频率不宜小于表2的限值。