（吉林化工学院 吉林 吉林 132000）
【摘 要】薄壁箱体现浇混凝土空腹楼盖是按照一定的规则将一定数量的薄壁箱体内模预埋在楼板内，然后浇筑混凝土养护成型的非抽芯成孔空心板。本文建立薄壁箱体现浇混凝土空腹楼盖的有限元模型，对影响该楼盖内力和变形的空腹楼盖的顶板和底板厚度进行逐一分析，探讨几何参数对楼盖受力性能的影响规律，提出关键参数适宜的取值范围，对这种楼盖设计提出参考。
【关键词】薄壁箱体现浇混凝土空腹楼盖；肋宽；肋高；有限元法
Thin-Walled Box of Cast Concrete Hollow Floor Analysis on Solid Plate Thickness
Yuan Xue
【Abstract】The thin-walled box of cast concrete hollow floor is in accordance with certain rules to a certain number of thin-walled box internal model embedded in the floor, hollow plate and concrete curing forming. This paper establishes a finite element model of thin-walled box of cast concrete hollow floor, this paper analyzes the influence on the internal force and deformation of hollow floor slab roof and floor thickness. The influences of geometric parameters on the stress performance of the floor, the range of the key parameters for the proposed reference on this floor design.
【Keywords】Thin-walled box of cast concrete hollow floor; Ribs; ribs; Finite element method
【中图分类号】TU375；TU225 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2016）24-0074-03
随着科技的发展，建筑行业中新技术和新材料也发展得越来越先进，建造商也在尽可能的迎合市场的需求和节省建造成本，空心楼盖由于其节省材料的优越性和良好的受力性能已经得到了广泛的应用，常用的混凝土空心楼盖按照内模形状的不同主要分为三大类，薄壁筒芯现浇混凝土空心楼盖、双曲壳薄壁盒空心楼盖、薄壁箱体现浇混凝土空心楼盖。
其中，薄壁箱体现浇混凝土空腹楼盖由于箱体的制作工艺和摆放都比较简单，应用越来越广泛，这种楼盖主要由钢筋混凝土肋梁、顶板和底板三部分组成，内模的形状以方形为主，正方形底板，一般底板边长为L=400~1200mm，高度为H=150~500mm。薄壁箱体现浇混凝土空腹楼盖结构布置图。本文重在应用STRAT软件对薄壁箱体现浇混凝土空腹楼盖的的顶板和底板的厚度进行受力分析，对上述参数的取值给出合理的建议。
1.上下板厚相等时空腹楼盖受力性能的影响
本文首先对这种底板和顶板厚度相同的情况进行受力分析，拟建立底板和顶板厚度均为50mm，60mm，70mm，80mm，90mm，100mm的9m跨度空腹楼盖模型，然后分别取此板中心o点和边梁中点b及角柱中心点c处的弯矩值和挠度值进行分析比较。参数表示顶板和底板厚度之和与总厚度的比值。
通过STRAT软件的分析计算可以看出，随着板厚的增加，由列表可以看出，上下板厚之和与总板厚的比值也在增加，故空心率的数值下降明显，与此同时，混凝土的用量也在随之增加，由于实心板的厚度在增加，故总厚度也在增加，计算所得的空心板的惯性矩增加也较为明显。
由STRAT软件计算结果绘图如上，图1和图3分别为不计自重情况下，挠度和弯矩绝对值的对比图。随着顶板和底板厚度的增加，o点的挠度从3.06mm下降到1.85mm，下降幅度明显，弯矩绝对值的变化趋势表现出与挠度变化相反的趋势。板厚从50mm增加到100mm的过程中，o点的弯矩绝对值从19增加到25，角柱中点C的弯矩绝对值变化更为明显o点、b点和c点的弯矩均增加了31%、64%及82%。图2和图4分别为计算空心板自重的情况下，特征点挠度和弯矩绝对值的对比图。通过比较可以得出，随着上下板厚的增加，o点和b点的挠度也在减小，但减小幅度不大，未超过30%，但特征点弯矩的增大效果显著，增长率分别为38%、100%和120%。
经过上文的列表和图形的比较，可以看出，增加实心板的厚度的同时增加了混凝土的使用量，也同时减少了薄壁箱体混凝土空心楼盖的空心率，截面惯性矩也有一定量的增长，这种增长对整个空心板的挠度变化是有利的，在一定程度上减小了空心板的整体挠度，但对弯矩的不利影响增大，且增大效果明显，同时空腹板的自重增大，地震时会吸收更多的能量，对空腹板不利，所以还要进一步的综合分析。
综合以上的讨论，并查阅《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》的相关规定，3.3条板顶厚度、板底厚度不应小于50m，且板顶厚度不应小于箱体底面边长的 1/15。6.1.1条指出现浇混凝土空心楼板的体积空心率不宜小于25%，也不宜大于50% 。由上述规程可知，上下板厚均不应小于50mm，结合前面讨论建议，上下板厚之和与总厚度的比值在1/3~2/5之间取值。另外，顶板和底板处根据受力的需要需配置一定数量的正筋和负筋，因此还应保证钢筋净保护层的厚度达到15mm以上。
2.上下板厚不相等时空腹楼盖受力性能的影响
空腹楼盖的顶板和底板厚度相同的情况一般较常见，但并不代表这种楼盖形式就一定最合理，接下来本文对薄壁箱体现浇混凝土空腹楼盖上下板厚不相同的情况进行分析讨论，为了方便与前文对比，空腹楼盖的跨度仍取为9m，另外拟建立空心板总厚度800mm保持不变，模型不考虑风荷载和地震作用，自动计算楼板自重。
通过计算列表2，随着值的增加，混凝土的用量也在增加，由于总板厚不变，空心率出现明显下降，下降了一半左右。同样通过计算列出表格3，无论顶板和底板的厚度比例如何，空心板截面惯性矩的变化趋势都相似，都随着实心板厚度占总板厚的比例即值的增大而增大，变化幅度也相似，空心板的截面惯性矩增加了50%到60%，同样观察表3可以得出，值固定，当时，其截面惯性矩达到最大值，并且当上下板厚的差异增大，此类板的惯性矩成减小的趋势，但变化幅度较小，所以，整体来说，实心板部分的总板厚对截面惯性矩的影响更大。
经过有限元软件的计算同时观察表4，随着值的增加，而不变，空心板中点o的挠度值先减小后增大，但变化幅度很小。顶板和底板的厚度差异越大，挠度的降幅越大，但趋势并不明显，只有5%左右，而上下板的最小厚度是有相关规定的，如果两板差异大，会导致其中的一块板厚度很大，所以如果以增大上下底板厚度为代价来减小空心板的挠度是不合理的。
同样观察表5，当值固定时，随着的厚度差异变大，空心板中点o点的弯矩值略有增大，但幅度很小，基本保持原数值，而随着实心板厚度的增加，混凝土的使用量也在增加，特征点o点的弯矩值相应增加，普遍增大60%左右，此时需要配置的钢筋也增多，对设计不利。
通过以上讨论，值的增加，混凝土的用量增大，空心板的挠度变化很小，特征点弯矩却有较大的增长，所以这种增加实心板的厚度的方式，并不能有效改善空心板的受力性能，发到会增大钢筋和混凝土用量，对设计不利。除此以外，当值固定，上下板厚不同，其板厚差异越大，特征点的挠度越小，但变化幅度很小，此种变化也未对弯矩产生明显影响。而空腹板顶板和底板厚度不同时也不方便施工。因此，本文建议采用较小的值，为了施工便利空腹板上下尽量采用相同厚度的实心板。
3.结语
综上所述，上下板厚对此种空腹板受力性能的影响较大，综合考虑楼板刚度和局部稳定性等问题，建议顶板和底板厚度不应小于50mm，实心板占总板厚的1/3~2/5之间。顶板和底板的厚度差异并未明显改善空腹板的受力性能，本文建议采用较小的值，为了施工便利空腹板上下尽量采用相同厚度的实心板。
参考文献
[1]张阿粒.薄壁箱体现浇混凝土空腹板楼盖结构的理论分析[D].长沙：湖南大学,2004．
论文作者:原雪
论文发表刊物:《建筑知识》2016年24期
论文发表时间:2017/6/12
标签：楼盖论文; 厚度论文; 弯矩论文; 挠度论文; 顶板论文; 底板论文; 混凝土论文; 《建筑知识》2016年24期论文;