摘要：现浇砼空心楼盖是一种空腔无梁厚板结构，其空腔部分采用轻质材料以一定规则排列从而减轻结构自重，形成空腔与暗肋的蜂窝状空间受力体系。现浇砼空心楼盖是一项成熟的技术，在我国应用已有十多年的历史，工程案例众多，国家规范、行业规程及标准图集齐全。近几年来由于计算软件的日益成熟，计算结果能真实反应结构的受力特点，更充分发挥了空心楼盖的优势，其被广泛使用。
该技术优势有以下几方面：（1）由于挖出了作用较小的混凝土而显著减小了自重，利用板的空间受力特性使得结构刚度大、整体性好、承载力强。（2）无梁平板施工方便、现场劳动强度低、模板平铺切割量少，有效缩短工期。（3）结构层高降低，提高使用净空，在相同建筑高度下可建更多的层数或相同层数下结构总高度降低，从而减小地震及风荷载作用。（4）空心楼盖使用效果美观，具有较高的审美效果。
停车场具有使用荷载大，跨度大、层高大及结构布置规则的特点，适合空心楼盖发挥自身优势，更主要的是降低了楼层高度使车辆的爬坡高度减小，从而降低了车辆的运营成本。《现浇混凝土空心楼盖技术规程》给出了空心楼盖的各种相关构造规定。
1.某停车场项目情况：
该停车楼有地下停车场二层，地上停车场六层，办公部分五层，总层数十三层；车场部分采用空心楼盖结构，标准层层高为5.2米；基本柱网为16/12mX15.5m、12mX6.4m。该工程平面比较长，划分为左右两塔楼，通过伸缩缝断开。
图一 盈建科空心楼板模型
2.采用盈建科及佳构两种软件进行空心楼盖计算分析对比
本工程采用能直接布置空心楼盖的盈建科及佳构两种软件进行空心楼盖布置，比较两种软件计算结果。车场楼层板活荷载30 kPa，楼盖整体厚度850mm，托板3.2x3.2x0.2m，空心板上缘厚150mm，下缘厚100mm，空心箱1050x1050mm，肋180x850mm，柱边设置实心冲切区，柱间设置暗梁，暗梁1000x850mm。
2.1YJK盈建科参数调整
计算参数调整：计算楼板选择弹性板6，考虑楼板及暗梁共同承担荷载，同时考虑板面内及面外刚度；勾选梁板变形协调，考虑梁板共同工作；板计算及导荷采用有限元算法，软件按照弹性楼板的有限单元法计算；程序默认勾选柱帽处自动生成梁加腋。
YJK软件计算原理：按照弹性楼板的有限单元法计算，考虑了空心板的因素，取用楼板的折算刚度，其计算公式取自现浇空心板设计规范。柱周围的实心区处按照实心板计算。软件对现浇空心板只考虑了板上作用恒、活、人防荷载的情况，不考虑地震作用。软件对楼板的有限元计算结果积分为肋梁的弯矩，以肋梁为单位输出弯矩和配筋。软件在计算中按照普通梁方式计算暗梁、按照楼板有限元方式计算现浇空心板，并给出空心板肋梁的内力和配筋。
2.2strat佳构参数调整
计算参数调整：划分有限元网格，楼板可进行抗震计算；勾选无梁楼盖验算；读取刚度折减系数按长期挠度要求复核板计算。计算结果查看变形、板冲切、抗弯、抗剪，配筋面积。
strat软件计算原理：按双向板弯矩调幅设计，可验算长期挠度，按“强柱弱板”地震内力调整；考虑梁板协同计算；按刚度分配梁、板内力，可降低主梁高度、减少配筋量。
暗梁、板均按基于岛式受力理论的有限单元直接分析法。肋梁视为工字型截面，上、下翼缘（现浇板）参与工作。变厚度板准确模拟锥形柱帽，柱帽网格剖分加密。
2.3计算结果比较分析
选取行车道C轴与12轴相交处暗梁及该跨楼板计算结果进行比较，见下图：（括号外为佳构结果，括号内为盈建科结果，单位cm2。）
计算结果对比如下：
（1）暗梁计算结果差别较大，盈建科暗梁配筋面积远大于佳构。
（2）板配筋结果相差较小，配筋较接近，盈建科楼板配筋略大于佳构。
计算结果分析：
（1）YJK中的柱帽，不是采用变厚度板模拟，而是对暗梁加腋模拟，简化模型有偏差，将柱帽变为梁加腋，降低了柱帽作用，柱帽配筋偏小，内力向暗梁集中，梁跨中弯矩显著增加，同时配筋显著增大，使重力荷载作用下出现裂缝、降低柱帽抗冲切能力。
板式楼盖“受力岛”理论的核心即柱帽的关键作用。佳构对柱帽模拟：网格加密、设柱截面附加梁、变厚度板模拟柱帽，较为真实的反应柱帽。
（2）YJK忽略空心板楼盖中“暗梁非梁”的基本概念，对暗梁采用框架梁计算，而非板单元模拟，因为梁板刚度叠加，导致暗梁配筋偏大。
佳构用实心平板模拟暗梁，避免暗梁与板的重复计算，暗梁及板整体采用受力岛有限元理论分析，结果较为可靠。
2.4空心楼盖配筋特点分析
佳构楼盖计算图，反映了其内力分布特点：板底配筋中，柱间实心板带上配筋有所集中，而跨中空心板配筋基本均匀，实心板带的配筋量大于跨中空心板配筋，板顶配筋集中在柱端较小的环状区域内，即受力岛内。柱边最大，并向周边急剧降低。
板底、板顶配筋的分布特点：板底配筋分布范围大，分布较为均匀，且数值较小；板顶配筋分布范围小，变化大。但板顶最大配筋峰值很大，峰值是板底最大配筋值的数倍。
根据计算结果进行空心楼盖配筋，板顶配筋分为受力岛区、核心加强区、跨中区，板底配筋分为实心板带区、边板区、中板区。
本工程按照空心楼盖的配筋方式，将板顶筋、板底筋分布放置在其对应肋梁内，并将上、下现浇叠层内配置的构造纵筋作为安全储备。构造钢筋宜采用双向配筋，大跨度板防止温度开裂，直径不宜小于10mm，间距不宜大于150mm。
3.不同楼盖形式造价材料明细对比
对普通梁板框架与空心楼盖这两种结构体系在经济方面进行比较，为甲方综合考虑成造价提供依据。
3.1结构布置及荷载取值
普通框架梁体系，双向设置井字梁格，主梁0.7mX 1.4m，次梁0.45mX 1.0 m，楼板180mm。空心楼盖整体厚度850mm，托板3.2x3.2x0.2m，板上缘150mm，下缘100mm，肋180x850mm，暗梁1000x850mm。车辆等效荷载：柱、基础：8kPa；梁 15 kPa；板：30 kPa（已考虑动力系数 1.2）。
3.2 选取左塔标准层停车场为统计单元，每层楼面面积约6305m2。
表一：梁板结构钢筋、混凝土用量
表二：现浇空心楼盖钢筋、混凝土用量
表三：两种楼盖全部用材统计
附注：本表统计的是楼盖的用材，由于柱、墙两种体系基本不变（空心楼盖楼层略低），故未在本表反映
表四：两种楼盖造价对比
3.4 两种楼盖形式造价对比结论：
（1）梁板体系楼盖造价为1434.8元/m2，现浇空心楼盖造价1477元/m2，单价比值在3%以内，可以说造价基本相同。（2）空心楼盖结构体系比普通梁板楼盖降低层高0.4米，而有效空间提高0.15米，对于7层的停车场就可以降低层高2.8米，这对于大型的车辆长期的使用效益及司乘人员的直观感受都是非常明显的。（3）空心楼盖结构体模板简单，有利于采用模块化组合模板（如铝模板、钢木组合模板），大大提高工效缩短工期。
（4）楼板地面平整美观，易于装修和美化，提高了停车场的颜值，美化了停车环境，整体上提高了楼宇品味和质量。
参考文献：
[1]程浩.地下车库楼盖设计方案对比分析[J].绿色科技，2018（22）：133-134+166.
[2]程琳.浅谈某地下室楼盖形式经济性比选[J].建材与装饰，2018（45）：162-163.
[3]周宏群.空心楼盖结构设计浅析[J].产业创新研究，2018（08）：118-119.
[4]贝伟明.空心楼盖在人防工程中的应用[J].工程技术研究，2018（08）：148-149.
论文作者:郭晓
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
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