华东建筑设计研究院有限公司 上海市汉口路151号 200002
摘要：首先对目前工民建项目中不同楼盖结构形式做简单介绍，然后通过对某工程地下室及塔楼标准层楼盖结构体系计算比较，得出了建筑结构不同功能下不同楼盖的材料用量、造价等经济指标，经综合分析得出不同方案特点，供设计参考。
Abstract: Firstly, this paper will give a brief introduction todifferent floor-system structural styles based on the current civilenginering projects. Secondly, compared to calculation of basement and tower building typical floor-system structure, it will conclude to economic index of materials consumption, construction cost, etc. in different floor systems according to different functions in architectural structure. And more importantly, it will be for design reference based on analysis of different projectcharacteristics.
关键词：楼盖结构体系经济指标 优选方案
Keywords: structural Floor system , Economic index, Optimum scheme（Optimum program）.
一、楼盖结构概述
楼盖（屋盖）是建筑结构中重要的组成部分。在建筑结构中，楼盖造价占土建总造价近30%，其自重占总重量近50%，是建筑结构中的水平结构体系，它与竖向构件、抗侧力构件一起组成建筑结构的整体空间结构体系。它将楼面竖向荷载传递至竖向构件，且将水平荷载（风力、地震力）传递到抗侧力构件。因此，选择合理的楼盖方案，正确地进行设计计算，对于整个建筑结构都具有十分重要的意义。
1、楼盖结构类型分类
楼盖结构主要是由梁、板组成的结构体系，若有梁有板称作梁板结构或肋梁楼盖，若有板无梁称作无梁楼盖或板柱结构。根据不同的分类方法，可将楼盖分为以下不同的类别。
图一 建筑结构楼盖分类图
（1）肋梁楼盖
现浇肋梁板楼盖是目前工程中最常见的楼盖形式。构件由楼板、次梁和主梁构成。传力路径为板-次梁-主梁-柱。肋梁楼盖又分为单向肋梁楼盖和双向肋梁楼盖。十字梁、井格梁都是双向肋梁楼盖的特殊形式，主要特点是两个方向梁高相等且等间距布置，无主次梁之分，共同工作行程整体，可以解决相对较大空间设计要求。肋梁楼盖经济性好、布置灵活且技术成熟，故使用广泛，但工期较长、支模繁琐是肋梁楼盖不可避免的问题。
（2）密肋楼盖
梁间距＜1.5m时称为密肋楼盖。普通密肋楼盖跨度可达10m，适用于中等或较大跨度的公共建筑，预应力密肋楼盖跨度更可达15m。同样。密肋楼盖也分为单向和双向两种布置方式。密肋楼盖经济性好且受力性能好，模具可重复利用率高，只是受模具限值，布置不够灵活且施工周期较长。
（3）无梁楼盖
不设置梁，将板直接支撑在柱子和墙上的楼盖形式。为提高柱支承面积，宜设置柱帽和托板，柱应尽量按照方形网格布置以避免局部应力过大。无梁楼盖柱间距6m、板厚120mm时相对较为经济。顶棚平整、室内净空较大、采光通风好、施工简单都是无梁楼盖的有点，但柱网宜规则、板跨不宜过大且经济性差等缺点也很明显，且跟机电专业相结合后净高未必有优势，故选择时要综合考虑，一般大型地下室车库采用该形式较多。
（4）装配式楼盖
梁、板分别预制后运输到现场，然后吊装就位的楼盖形式。预制楼板可以为实心、空心、槽型、T型板，梁截面可为矩形、梯形、T字型、工字型、倒T型等等。装配式楼盖经济性好、施工周期短，故90年代住宅中大量使用，但其相对整体性、抗震性能较差，08年汶川地震中四川、甘肃等地许多装配式楼盖都发生了偏移、裂缝，所以选用时要谨慎，考虑好相应抗震措施。
（5）装配整体式楼盖
将预制构件吊装就位后，再浇筑一部分混凝土，使预制构件连成整体楼盖，称之为装配整体式楼盖。装配整体式楼盖解决了装配式楼盖整体性能差的问题，而且施工速度快，模板用量少。由于要提前预制，故对板跨变化灵活性有所影响。
（6）预应力平板楼盖
预应力楼盖目前主要采用后张法无粘结预应力平板楼盖。这种楼盖可以适应板跨较大且结构高度受限的情形及一些对水平结构有特殊要求的情况。受力性能好，顶棚平整，空间感好都是其优点，但是施工麻烦、非常规、经济性差等特点是其不能广泛应用的重要原因。
（7）压型钢板楼承板
钢-混凝土组合楼盖体系是指通过连接件（或者粘结力），将楼盖体系中的钢部件和混凝土部件连接在一起，使它们共同受力和变形的结构体系。组合楼盖体系主要由两部分组成，混凝土与压型钢板的组合，称为组合楼板；组合楼板与下部分钢梁的组合，称为钢-混凝土组合梁。压型钢板不仅是永久性模板，而且起到混凝土板中受拉钢筋的作用，这就使简支组合楼板（受正弯部分）不需要放置受力钢筋，仅在楼板跨越钢梁处放置混凝土开裂才放置些构造钢筋。组合楼板作为组合梁的上层，主要承受弯曲应力，钢梁主要承受组合梁下部的拉应力，充分发挥钢和混凝土各自固有的材质特点。
图1 连成一体的组合楼层板
2、楼盖结构基本选用依据
楼盖结构布置时，应对影响布置的各种因素进行分析比较和优化。通常是针对具体的建设设计来布置结构，因此首先要从建筑效果和使用功能要求上考虑，包括：
（1）根据房屋的平面尺寸和功能要求合理地布置柱网和梁；
（2）楼层的净高要求；
（3）楼层顶棚的使用要求；
（4）有利于建筑的立面设计及门窗要求；
（5）提供改变使用功能的可能性和灵活性；
（6）考虑到其它专业工种的要求。
从结构原理上考虑，应包括：
（1）构件的形状和布置尽量规则和均匀；
（2）受力明确，传力直接；
（3）有利于整体结构的刚度均衡、稳定和构件受力协调；
（4）荷载分布均衡，要分散而不宜集中；
（5）结构自重要小；
（6）保证计算时楼面在自身平面内无限刚性假定的成立。
二、某工程地下室和塔楼楼盖方案比较选型
1、工程概况
本工程位于上海市黄浦区，由四栋办公塔楼、商业裙房和地下室组成。其中塔楼T1、T3为16层，建筑高度为72.27m，结构高度为72.12m；T2、T4为22层，建筑高度为97.88m，结构高度为97.73m;裙房为二层裙房，高度为12m，裙房不属超限高层。地下室为三层，局部为两层。商业裙房为二层框架，高度为12m。商业裙房与T3/T4塔楼之间设置抗震缝，上部结构抗侧力体系独立。本工程总的建筑面积为287671m2，地上面积为167671m2。
根据本项目土地出让合同，受让人须地块内落实不少于35%建筑面积的装配式建筑。因上述要求，本项目考虑将项目北侧的T3、T4塔楼采用装配式建筑，故结构体系采用钢框架-混凝土核心筒体系，其中T3塔楼地上建筑面积为27300㎡，T4塔楼地上建筑面积为40100㎡，两单体总计地上建筑面积为67400㎡，占整个项目地上建筑面积的40.19%，满足出让合同中要求的“装配式建筑面积不小于总建筑面积35%”的规定。由于无装配式要求，T1与T2塔楼采用现浇混凝土框架-核心筒结构体系。
大板方案 单向梁方案 十字梁方案
（1）典型地下室楼盖：
设计条件：
A：8.4mX8.4m柱网、框架柱900X900、框架梁400X900；
B：仅考虑竖向荷载，附加恒载5KN/m2，使用活载8KN/m2；
C：统计内容不包括框架柱等竖向构件。
D：造价说明：混凝土-400元/m2 钢材5000元/t。
（2）地下室顶板楼盖：
设计条件
A：8.4mX8.4m柱网、框架柱900X900、框架梁400X900；
B：1.5m覆土，附加恒载31KN/m2，使用活载20KN/m2；
C：统计内容不包括框架柱等竖向构件。
D：造价说明：混凝土-400元/m2 钢材5000元/t。
T2塔楼标准层结构平面图T4塔楼标准层结构平面图
钢筋砼肋梁楼盖体系压型钢板-钢梁组合楼盖体系
四、结论
衡量一种楼盖体系的经济效益，不能只看其造价，而要着眼于它的使用功能、施工管理等综合经济指标，合理选择楼盖方案，以适应市场经济发展的需要。
（1）从力学性能看，一般梁板式楼盖比如单向板肋梁楼盖、双向板肋梁楼盖、井式楼盖等应用比较普遍，楼盖刚度好、适应范围广，在地震区和强风区的应用不受限制。密肋梁楼盖整体性好，竖向刚度和水平刚度都较好。无梁楼盖与柱构成的板柱结构，，因为有梁，其抗侧刚度比较差，变形大，这是无梁楼盖的致命缺点，在地震区 的应用受到一定限制。无粘结PC平板楼盖可改善结构的受力性能，在自重和准永久荷载作用下板的挠度较小，但是水平刚度较差，不宜用于直接抵抗水平风载及地震作用。
（2）从实用性上看，单向板肋梁楼盖由于次梁间距较小，楼板厚度较薄，结构自重较轻，较为经济，因此在工程中被广泛使用。双向板肋梁楼盖中，由梁划分的区格尺寸不宜过小，板区格过小时，梁的数量增多，施工复杂，板受力小，材料得不到充分利用，板区格也不宜太大，区格太大时，板厚增加，材料用量增多，结构自重增加，不经济。井式楼盖的混凝土折算厚度比同跨度的梁板式结构大一些，所以房间平面尺寸较小时，不宜采用；当建筑平面为大开间、大柱网格局时，为增加房屋的有效净高及建筑使用功能的灵活性和通用性，选用这种结构形式较为合适。密肋梁楼盖能很好适应荷载重、大空间、大跨度而梁高受限制的需要，故得到广泛的应用。由于密肋楼板是由薄板和间距较小的肋组成，通常为
（3）从建筑净高上看 ，相同层高下，无粘结PC平板楼盖净高最大，其次是无梁楼盖、密肋楼盖、井式楼盖、双向板肋梁楼盖，净高最小的是单向板肋梁楼盖。
（4）从施工管理上看，梁板式楼盖支模较复杂。密肋楼盖虽然塑料模壳的一次投资较大，但其周转次数可达25~50次。塑料模壳是定型模板，重量较轻，配上工具式支撑系统，支撑拆模都很方便，劳动强度低，工人易于掌握，不需要专门支模技术工人，施工速度是模壳施工的主要特点，加上适当的艺术处理，外形十分美观。无梁楼盖和无粘结PC平板楼盖施工方便，可节约模板用量，加快施工进度。以上结论可供设计人员参考，但对具体工程还要具体分析。
参考文献
[1]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S]
[2]JGJ3-2010,高层建筑混凝土结构技术规程[S]
[3]GB50010-2010,混凝土结构设计规范[S]
[4]GB50017-2003,钢结构设计规范[S]
[5]刘坚 周东华 王文达等 钢与混凝土组合结构设计原理 北京 科学出版社
论文作者:李瑞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/16
标签：楼盖论文; 结构论文; 组合论文; 塔楼论文; 混凝土论文; 体系论文; 楼板论文; 《建筑学研究前沿》2017年第8期论文;