现浇混凝土空心楼盖结构的设计要点分析论文_李汉彬

现浇混凝土空心楼盖结构的设计要点分析论文_李汉彬

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摘要:近年来,随着现浇混凝土空心楼盖技术的成熟,建筑工程广泛地运用了这个技术。本篇文章详细解释了楼盖技术的发展现状,分析了楼盖结构的受力特性,重点阐述了楼盖结构的计算方法及适应范围,并对现浇混凝土空心楼盖结构的设计要点、构造及施工重点等进行简述。

关键词:现浇;混凝土;空心楼盖;结构设计;要点

引言

现浇混凝土空心楼盖是指按照一定规律放置埋入式内模后,接着浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖,埋置在楼盖中用以形成空腔且不取出的筒芯和箱体的总称即埋入式内模。现浇混凝土空心楼盖具、自重轻、地震作用小等优点,适用于跨度较大的公共建筑和住宅建筑。为节约材料、减轻自重及减小地震作用,近年来现浇混凝土空心楼盖的应用逐渐增多。

为适应建筑发展的需要,由中国建筑科学研究院主编的《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》CECS175:2004于2004年12月完成,2005年4月1日正式实施。同时,在2011年7月1日正式实施的中华人民共和国国家标准《混凝土结构设计规范》GB60010-2010中,增加了与现浇混凝土空心楼盖的相关条文。

一、受力特性

根据构件的正截面受弯承载力计算原理,在竖向荷载作用时,截面的抗弯承载力主要要受压区的混凝土和钢筋以及受拉区的钢筋提供,中部混凝土对承载力贡献不大,大量的工程实践和试验研究成果表明:现浇混凝土空心楼盖的受力特点近似于实心楼盖结构,且比实心楼盖更适用于大跨度(7.2m)楼盖和转换层等复杂构造。

二、计算方法

规程CECS175:2004中首次明确提出“边支承板”(由墙或刚性梁支承的楼板)和“柱支承板”(由柱支承的沿柱轴线无梁或柔性梁的楼板)两个术语,并指出对于边支承楼盖的区格板,可以不考虑空腔影响的弹性板进行内力分析。

1.拟梁法

拟梁法是将现浇混凝土楼盖按刚度等效的原则等代成双向交叉梁系进行内力分析的一种办法.

2.直接设计法

直接设计法是在弹性薄板理论分析的基础上,在两个方向将柱支承板现浇楼盖计算区格板的总静力弯矩在控制截面按弯矩系数直接分配进行内力分析的一种简化方法.现在工程的结构计算分析基本利用计算机完成,合理的选用计算软件是确保计算结果正确可靠的关键。PKPM结构分析软件在我国工程领域占有不可代替的位置,现浇混凝土空心楼盖结构计算可通过PKPM来完成。利用PKPM计算时,应合理的简化模型、正确的选取参数、认真的校核计算结果。只有深刻的了解了各种计算方法的适用条件,才能在利用PKPM计算时选取合理的程序、正确的参数,对计算结果做出正确的判断。

三、设计要点

1.楼板

(1)空心楼板根据内力分析结果进行承载力计算时,应取空心楼板的实际截面。

(2)考虑弯矩调幅的空心板,其正截面承载力计算中的截面计算受压区高度不宜大于受压区最小翼缘厚度,并宜进行扰度和裂缝宽度验算,或采取有效的构造措施。

(3)楼板的体积空心率不宜小于25%,也不宜大于50%。

(4)楼板厚度h=板顶厚度+内模高度+板底厚度,板顶厚度、板底厚度对于筒芯内模应40mm,对于箱体内模应≥50mm,楼板最小厚度200mm。

(5)在空心楼板中应考虑在两个部位设置实心区域,一是板柱节点区域,二是柱(边支承板)轴线上。

2.暗梁

与楼板厚度相同,梁的宽度大于梁的高度称为暗梁,梁的宽度最好是600~1200mm之间,当按等代框架梁法进行设计并且跨度小于8000mm时可以不安装暗梁。

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3.扁梁

梁的高度大于楼板的厚度,但楼盖厚度是梁的高度的2倍,同时梁的宽度大于梁的高度称为扁梁。当楼盖的跨度大于10m,且活荷载大于7KN/m3时应当设置扁梁。

4.边梁

边梁是指建筑物周围的梁,该梁主要承受楼盖的荷载,同时承载维护结构、风力、外悬构就的荷载,边梁宜按框架梁设计,并满足框架梁的相关要求。

5.内模

用于现浇混凝土空心楼盖的内模,除应满足规格尺寸和外观质量的要求外,尚应具有符合施要求的力学性能。

四、构造要求

1.材料

混凝土的强度等级宜≥C35;钢筋宜采用HRB500级、HRB600级热扎带肋钢筋。

2.高跨比

现浇混凝土空心楼盖的跨度一般为8.5~16m,对于施加预应力的楼板可适当增多。

3.楼板开洞

当空心板需要开洞时,洞口周围应保证至少有90mm距离的实心混凝土带,在洞口周围应配置补偿钢筋,每个方位的补偿钢筋面积应该大于被截断钢筋截面面积,同时应该达到国家现行标准的要求。

五、施工要求

采取合理有效的内模抗浮措施是控制现浇混凝土空心楼盖的施工质量的关键。常用的抗浮措施如下:

(1)直接用钢丝对单个内模进行捆绑;

(2)采用抗浮压筋防止内模上浮,并通过穿过底模的钢丝固定抗浮压筋;

(3)在浇注混凝土时用重物下压内模,在混凝土初凝后移开重物;

(4)采用专用连接件直接连接内模和楼板底模;

(5)其他有效的抗浮措施。

结构设计时,应结合工程实际,考虑施工单位技术力量,选用经济、合理、可靠的抗浮措施。采用各种抗浮措施的同时,均应采取有效措施保证内模在空心楼板中竖向、水平方向上的定位。

六、结语

现浇混凝土空心楼盖是一种新式楼盖,和传统的相比,空心楼盖在计算方法、受力性能,构造办法及施工工艺等方面都不是很简单。因此,了解现浇混凝土空心楼盖的基本力学性能,选取正确的计算方法,采用合理的构造措施,是现浇混凝土空心楼盖结构设计的重点。

现浇混凝土空心楼盖由于结构自重的变低,柱、墙和基础的荷载变少,所以允许降低构件截面尺寸,减少配筋,节省钢筋和混凝土用量。同时,现浇混凝土空心楼盖自重轻,地震作用小,有利于建筑抗震设计。现浇混凝土空心楼盖的应用,是建设节约型社会的具体实践,为楼盖体系开辟了新的结构形式,其结构设计的探讨具有重要意义。

参考文献

[1]中国工程建设标准化协会标准.CECS175:2004,现浇混凝土空心楼盖结构技术规程[S].北京:中国计划出版社,2004.

[2]中华人民共和国国家标准.GB50010-2010,混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[3]周庆,邹银生.对薄壁箱体现浇混凝土空腹板楼盖施工和内力分析方法的探讨[A].全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集[C].北京:中国计划出版社,2005.

[4]谢靖中.空心板楼盖受力特性及受力岛设计理论[A].全国现浇混凝土空心楼盖结构技术交流会论文集[C].北京:中国计划出版社,2005.

论文作者:李汉彬

论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期

论文发表时间:2019/6/20

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