（太原市建筑设计研究院 山西 太原 030000）
【摘 要】以某会所工程的楼盖设计为例，简要讨论现浇大跨度空心板的设计方法，大跨度楼盖结构选型和计算，整体有限元分析复核，以及设计构造要求和经济指标的比较等。
【关键词】双向板；现浇混凝土；空心楼板；大跨度
【中图分类号】TU318 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）22-0005-02
1.楼盖结构选型
某会所工程顶层为多功能会议中心，局部要求24.3×18m的大空间，层高6.6m，要求建筑装修与结构构件总高度≤1m。
结合具体工程情况，依据跨度、荷载、适用范围、净高要求等进行方案比选。方案1：井字梁结构楼盖，梁高取值约0.9~1.2m。方案2：钢结构网架屋面，估算高度0.9~1.2m，屋面为轻型彩钢板+保温。方案3：单向钢梁+轻型屋面，钢梁高度取0.9~1.4m。方案4：现浇空心板楼盖结构形式，板厚可取600mm（L0/30）。
经分析比较，第1~3方案均不能满足建筑净高的要求，第2、3方案不能达到上人屋面的要求，确定采用第4方案，该结构可满足建筑净高要求，综合总价也相对较低。结构布置见图1。
2.现浇双向空心楼板的设计与计算
（1）设计荷载恒荷载4kN/m2，活荷载2kN/m2。
（2）截面参数选取确定板长24.3m，宽18m，长宽比1.35，可按照双向板要求进行设计。由于楼板跨度较大，截面高度选取一般由强度与挠度控制。中部空心板厚600mm，周边实心板厚700mm；该空心板受力机理基本等同于实心板。板厚较大时，周边梁柱支承构件多数达不到如普通楼板计算假定的完全固结边界，设计建议板周边约束梁宽不宜小于400mm，梁高不宜小于2倍板厚。
鉴于多因素分析，大跨度双向板的弯矩取值宜借助有限元软件进行整体建模分析提取内力，分析时板应按照弹性板计算假定，板面荷载传递应采用有限元方式，这样能够真实考虑周边梁柱约束的刚度，且可复核大板对支承柱的影响，避免不安全的隐患。建模时为方便计算，空心板厚宜按照抗弯刚度相等原则折算为实心板厚，但应注意自重的取值；或采用规范方法折算板材料弹性模量的等厚度实心板。经计算分析后，便可在分析结果中提取相关内力，复核配筋与挠度。
（3）内力与配筋计算
①根据截面选取，空心板厚600mm；上下翼缘板厚100mm；内置填充箱700×700×400mm。(图2)。
②计算原则确定
板厚600mm，空心区域双向肋宽与间距均相同，板肋间距950mm，小于2倍板厚，上下翼缘板厚均为100mm，可视为各向同性的楼板，可满足规范规定的拟板法计算条件。但不满足规范经验系数法的适用条件。板内力计算通过整体有限元建模分析，考虑空间构件的抗扭刚度确定内力。
③等效荷载及折算刚度
空心板计算单元可简化为工字形截面（如图2），计算单元I=1.337×1010mm4，折算成相同抗弯刚度刚度的实心板厚h=553mm，(需考虑将容重改为18kN/m3)。（该空心板抵抗弯距的作用与同尺寸的实心板截面基本相同，下降约8%；相同自重折算厚度h=383mm，自重减轻35%）。
④有限元内力分析与截面复核计算分析假定弹性板设置，考虑真实支承梁柱面外约束。
计算分析后，按跨中Mx=240kN·m，My=330kN·m，支座Mx0=240kN·m，My0=50kN·m，计算配筋。取短跨跨中最大弯距复核；下筋As=M/0.9fyh0=330×106/(0.9*360*570)=1786mm2，计算单元内的配筋为1786×0.95=1698mm2。计算时考虑裂缝宽度影响，Asx=1300mm2，Asy=1700mm2。实际配筋时可依据有限元结果区别板跨中区域、板边区域逐段调整配筋。
参考《地基规范》复核抗冲切、受剪切承载力计算：
实心区板抗冲切承载力[V]=53268kN≥Fl=7462kN，满足规范要求；
空心区板抗冲切承载力（仅考虑肋梁抗冲切）[V]=10745kN≥Fl=6670kN，满足规范要求；
斜截面受剪承载力取不利段的空心区为例：[Vs]=2828kN≥Vs=2046kN，满足规范要求。
实心区及边梁抗扭等计算从略。
挠度变形：考虑空心效应与荷载长期作用影响的刚度，最大挠度值可减去起拱值。计算变形值l0/474≤10/300，满足规范的限值。
3.构造措施与设计注意事项
（1）大跨度板设计时，根据受力特性，宜将周边设置较大刚度梁与一定宽度的实心板区(L≥1.5h）；加强角部的配筋，提高周边的扭转约束，板面高差时应设斜坡段平缓过渡，避免应力集中。
（2）构造肋梁的宽度不宜小于150mm，并配置构造箍筋，荷载较大时肋梁端部箍筋可适当加密，增强抗剪。上下翼缘板钢筋宜双向贯通设置。
（3）配筋时跨中区域宜适当乘以增大系数，减小挠度与裂缝。支承边柱应根据计算加强配筋。
（4）等效为实心板设计时，空心板肋梁间距宜小于2倍板厚，上下翼缘的板厚不宜小于70mm，双向刚度宜相同或相差较小。
（5）板四周不应开洞，避免局部扭转效应过大以及应力集中。
4.经济效益分析
（1）降低层高，减小楼盖结构高度，增加建筑净高，较常规结构减小约100~300mm，降低楼层土建综合造价约1.5~2%。混凝土用量增加，但综合成本有所下降。
（2）无柱网空间布局分隔灵活，容易满足建筑功能要求。
（3）减少吊顶装修，方便施工，节约模板，并可缩短施工周期。
（4）全部为混凝土结构，使用期间维护成本降低。
5.结语
现浇混凝土空心楼盖适用于大跨度、大荷载的楼屋面结构，跨度较大时也可采用预应力的空心板形式；该结构可提供开阔、平整、分隔灵活的大空间，提高了建筑品质，降低结构高度，节约成本与能耗，是一种值得推广的新技术；同时随着空心楼盖技术的发展与完善，也会有更广泛的应用。
本工程已竣工，实测变形小于计算值，使用情况良好。
参考文献
[1]现浇混凝土空心楼盖技术规程（JGJ/T268-2012）[S].北京中国建筑工业出版社，2012.
[2]混凝土土结构设计规范（GB50010-2010）[S].北京中国建筑工业出版社，2011.
[3]现浇混凝土蜂窝式空心双向板楼盖在工程中的应用[J].科学情报开发与经济，2006.
论文作者:高彩霞
论文发表刊物:《建筑知识》2017年22期
论文发表时间:2017/12/28
标签：楼盖论文; 荷载论文; 实心论文; 刚度论文; 结构论文; 截面论文; 挠度论文; 《建筑知识》2017年22期论文;