史丽娟1 陈彬2
郑州大学综合设计研究院有限公司 河南郑州 450000北京世纪千府国际工程设计有限公司 北京 100089
摘要：随着我国经济发展及人民生活水平不断提高，越来越多的大跨度、大空间公共建筑及民用建筑出现在人们的视野中，关于节能减排及空间利用率的要求也越来越高。薄壁方箱空心楼盖一定程度上能够节约资源，空心楼盖设计方法有待得到逐步推广，设计方法及控制参数不断完善，使该技术能够很好的利用在实际工程中。
关键词：空心楼盖；设计控制因素；经济效益
中图分类号：TU755 文献标识码：A
1现浇混凝土空心楼盖的特点
1.1设计方面
与普通楼盖相比，现浇混凝土空心楼盖内部存在空腔，板厚较大，空心楼盖通常采用暗梁，板底平整，增加了室内净高，提高了空间利用率。空心楼板常用于大柱网、大跨度的公共建筑，空心板内部形成的密闭空腔，能够有效的隔音降噪，也可以用于一些对降噪有特殊要求的建筑，如医院、疗养院等。另外，据有关资料统计，空心板的保温效果要优于实心板，更容易满足越来越严格的节能要求。
2混凝土空心楼盖设计时应考虑的因素
空心楼盖在设计中应考虑多方面的因素，首先应根据建筑功能满足荷载要求。如果仅考虑强度要求，则构件可以做到足够的安全，但结构在使用荷载作用下的相关性能很可能达不到预期的要求。如板的挠度超过允许限值或是裂缝过大，因此，构件在设计时应综合考虑承载能力和正常使用两种极限状态，其中最重要的是超荷载作用时的强度和使用荷载时的挠度和裂缝宽度要求。
2.1强度是设计中首要考虑的问题
对于空心楼板，一般按截面换算的方法进行内力分析。芯膜为圆管的空心楼板在进行受弯承载力验算时，竖管方向按I形截面分析，对于边支承楼盖还应对其进行受剪承载力验算，柱支承楼盖的剪切变形验算以抗冲切验算为主。空心楼板的内模为圆管可不设箍筋，肋宽内设预应力钢筋，当为箱体时其箍筋按构造要求配置，但均应按相应规范要求进行受剪承载力验算。当空心楼板在两个方向分别计算受剪、受弯承载力时有较大不同。相同条件下横管方向单位宽度范围内空心板的受剪承载力大致为竖管方向的1/2；而对于受弯承载力，横管方向要求相对较高，如构件的最大配筋率，横管方向相对于竖管方向需要重点验算，合理布置。
2.2挠度方面
钢筋混凝土构件强度较高，但其刚度条件却不容易被满足，如构件的挠度问题。ACI《规范》中强调，钢筋混凝土构件的设计应该把强度和适用性的验算作为基础，挠度验算满足规范要求。影响挠度的因素有材料的强度等级、构件截面尺寸、支承条件及荷载分布情况等。一般在长期荷载作用下，构件的挠度均会有所增加，刚度也会随着混凝土的收缩、徐变以及内部裂缝的产生而降低。
2.3裂缝方面
在现浇混凝土楼板受到支撑结构问题限制的情况下，当板内拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，就会出现裂缝。这种裂缝可以划分为两种类型：一种是在塑性混凝土下沉问题的影响下发生的裂缝问题，在梁板中一般都不会出现这种问题；另外一种类型是塑性收缩裂缝问题，一般会在板材当中发生，裂缝多为不规则的鸡爪形状或者地图形状。由凝缩变形问题产生的裂缝，一般都会和混凝土泌水问题有一定关系。对塑性收缩裂缝影响较大的因素是混凝土表面的干燥速度，在水分蒸发速度较快的情况下，就会出现这种裂缝问题。因此凡是影响蒸发速度的，都会影响塑性收缩裂缝的产生。其次是温度的影响，不同温度建筑材料热胀冷缩变形不一致，从而产生裂缝。温度下降时，梁的温度变化相较于板的温度变化具有滞后性。尤其是在急冷降温时，滞后性会更明显，板的收缩大于梁的收缩，板的收缩变形受到梁的限制，因此板上会形成一定拉应力，这种拉应力是裂缝形成的主要原因，板上的裂缝多为贯穿型裂缝。
3现浇混凝土空心楼盖设计应用
3.1车库工程概况
工程建筑面积约16万m2，由A、B、C、D四座研发楼及大型连体车库组成。首层建筑面积约27700m2，大于250厚的首层楼板均为GBF薄壁方箱空心楼板。首层空心楼盖设计概况见表。
表 1 空心楼盖设计概况 mm
4薄壁方箱空心楼盖的特点及应用介绍
现浇钢筋混凝土GBF高强薄壁方箱空心楼盖技术是一种新型空心楼盖技术。1.双向受力薄璧方箱空心板断面双向相同，因此双向抗弯、抗剪刚度均相同，真正的双向受力。2.承载力大，薄璧方箱空心楼板自重小、刚度大，受拉钢筋距离截面中心远，可以承受比普通楼板更大的荷载。3.强度高，薄璧方箱本身具有一定强度，在和钢筋混凝土成为整体后粘结良好，增加了楼板的强度。5.工程应用，主要用于较大跨度、较大开间的商场、写字楼、教学楼、车库、地下人防工程、多层工业厂房等，尤其适用于需要承受较重荷载的楼盖。薄璧方箱空心楼盖不仅很好地解决了建筑的大跨度，大开间问题，而且还有使建筑物具有隔热保温、隔音、空间可灵活间隔、挠度变形小、抗剪抗扭性能好、抗震性能好的优良性能。但GBF薄壁方箱在浇筑混凝土时有很强的浮力，施工中应采取切实有效的措施固定GBF薄壁方箱，防止其移动和上浮。
5社会效益、经济效益对比
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 mm ～ 300 mm，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。无柱网空间布局分隔灵活，容易满足建筑功能要求。减少吊顶装修，方便施工，节约模板，并可缩短施工周期。全部为普通混凝土结构，使用期间维护成本较低。保温隔热效果好，封闭空腔结构减少了热量的传递，使隔热、保温性能得到显著提高，建筑节能效果显著。室内顶板底部平整，更为美观。
结束语：
空心楼盖结构形式虽然在我国出现已有10余年，但也就是近几年来才得到推广，在某些地区认可度依然不高。薄壁方箱空心楼盖所具有的节材、节能等优点符合目前国家倡导的绿色建筑的要求。
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论文作者:史丽娟1, 陈彬2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：楼盖论文; 裂缝论文; 楼板论文; 混凝土论文; 挠度论文; 荷载论文; 薄壁论文; 《防护工程》2018年第21期论文;