丁劲清
深圳机械院建筑设计有限公司 广东深圳 518027
摘要：现浇混凝土空心楼盖作为一种新技术，现浇混凝土空心楼将一种新型、有效的结构概念融入到建筑当中，并且打破了建筑传统结构模式，使得它的力学性能更加趋入合理。本文通过对三种形式空心楼盖的配筋计算，对比三种方案的用钢量，可供今后类似工程借鉴和参考。
关键词：空心管空心楼盖；轻质条块空心楼盖；空心方箱空心楼盖
前言
某工程结构形式为钢筋混凝土框架结构，共3层，楼板跨度为9m。现取标准层的标准板进行方案对比。
标准板块取：9m×9m= 81m2
支座条件：四边固支
材料：砼：C30，钢筋：Ⅲ级（HRB400）
最大裂缝宽度：Wmax=0.3mm
设计荷载：可变荷载标准值 5 kN/m2
附加永久荷载标准值 2 kN/m2
1．方案1塑料空心管空心楼盖
1.1设计参数：
GBF塑料空心管筒芯外径：180mm，顺管肋宽50mm，横管肋宽150mm。板顶、板底厚度皆为60mm。
空心楼盖体积空心率为31.05%，等效板厚为206.86mm，板自重（含管自重）5.24 kN/m2。
1.2 荷载计算
荷载设计值：q=1.2×（2+5.24）+ 1.3×5=15.18 kN/m2
1.3 单位宽板的刚度计算
顺管方向：IH==1×0.33/12-1000/230×π×0.184/64=2.03×10-3m4
垂直管方向：IZ=1×0.33/12—1×0.183/12=1.76×10-3m4
取I的小值，则刚度Bc=0.85EIZ=0.85×3×107×1.76×10-3=4.49×104kN?m2
1.4 弯矩及挠度计算
取1m宽板带，具体计算详见下表。
表中符号：fmax是板最大挠度
mxmax是平行于lx方向板下部单位板宽内的最大弯矩
mymax是平行于ly方向板下部单位板宽内的最大弯矩
mx’固定边中点沿lx方向单位板宽内的弯矩
my’ 固定边中点沿ly方向单位板宽内的弯矩
计算方法：
挠度=挠度系数 弯矩=弯矩系数
挠度系数、弯矩系数查阅《建筑结构静力计算手册》（第二版，中国建筑工业出版社）218页的“板计算表”。
备注：（1）Asmin1=0.02bh0 Asmin2=0.45ftbh0/fy（2）抗裂As是按照最大裂缝宽度0.3mm反算出来的。
1.6 抗剪验算
边支承板抗剪验算公式
V----剪力设计值
βv----受剪计算系数，顺筒取1.3
ft----混凝土抗拉强度设计值
bw ----肋宽
h0----楼板截面有效高度
（1）顺筒方向
βv =1.3，ft=1.43N/mm2，bw=50，h0=275
0.7βvftbw h0=0.7×1.3×1.43×50×275=17893N
当lx/ly=1时，双向板x方向板端剪力系数ax=0.4362
V=aVqln（bw+D）=0.4362×15.18×10-3×（9000-600-150）×（50+180）=12564N
V<0.7βvftbw h0 满足抗剪要求。
为进一步保证抗剪，在顺筒的肋部加配构造钢筋III级φ8@200的单肢箍。
（2）横筒方向
βv =1.0，ft=1.43N/mm2，bw=150，h0=275
0.7βvftbw h0=0.7×1.0×1.43×150×275=41291N
当lx/ly=1时，双向板y方向板端剪力系数ay=0.4362
V=ayqlnB=0.4362×15.18×10-3×（9000-600-150）×1150=62996N
V>0.7βvftbw h0 不满足抗剪要求。在横筒的肋部加配III级2Ф8@200的双肢箍。
0.7βvftbw h0+1.25fyvAsvh0/s
=41291+1.25×360×2×50.3×275/200
=41291+62246=103537 N> V=62996N
满足抗剪要求。
2．方案2混凝土边支承梁轻质条块空心楼盖
2.1设计参数：
GBF轻质条块：规格为长1000、宽290、厚180mm，如右图所示
BHB1B2h1h2
290180951004590
顺管肋宽70mm，横管肋宽150mm。
板顶、板底厚度皆为60mm。
空心楼盖体积空心率为34.02%，等效板厚为197.93mm，板自重（含管自重）5.04 kN/m2。
2.2 荷载计算
荷载设计值：q=1.2×（2+5.04）+ 1.3×5=14.95 kN/m2
2.3 单位宽板的刚度计算
顺管方向：IH=1.995×10-3m4
垂直管方向：IZ=1.827×10-3m4
取I的小值，则刚度Bc=0.85EIZ=0.85×3×107×1.827×10-3=4.659×104kN?m2
2.4 弯矩及挠度计算
2.6 抗剪验算
边支承板抗剪验算公式 V≤0.7βvftbw h0+1.25fyvAsvh0/s
V----剪力设计值
βv----受剪计算系数，顺筒取1.3
ft----混凝土抗拉强度设计值
bw ----肋宽
h0----楼板截面有效高度
（1）顺筒方向
βv =1.3，ft=1.43N/mm2，bw=70，h0=275
0.7βvftbw h0=0.7×1.3×1.43×70×275=25050N
当lx/ly=1时，双向板x方向板端剪力系数ax=0.4362
V=aVqln（bw+D）=0.4362×14.95×10-3×（9000-600-150）×（70+290）=19368N
V<0.7βvftbw h0 满足抗剪要求。
为进一步保证抗剪，在顺筒的肋部加配构造钢筋III级Ф8@200的单肢箍。
（2）横筒方向
βv =1.0，ft=1.43N/mm2，bw=150，h0=275
0.7βvftbw h0=0.7×1.0×1.43×150×275=41291N
当lx/ly=1时，双向板y方向板端剪力系数ay=0.4362
V=ayqlnB=0.4362×14.95×10-3×（9000-600-150）×1150=61870N
V>0.7βvftbw h0 不满足抗剪要求。在横筒的肋部加配III级2Ф8@200的双肢箍。
0.7βvftbw h0+1.25fyvAsvh0/s
=41291+1.25×360×2×50.3×275/200
=41291+62246=103537 N> V=61870N
满足抗剪要求。
3 方案3混凝土边支承梁塑料空心方箱空心楼盖
3.1设计参数
板厚：300mm。GBF塑料空心方箱：横、纵剖面皆如右图所示，规格为长×宽×厚=500×500×180mm；各细部尺寸为
BHB1B2h1h2
500180454104590
横、纵肋宽皆取80mm。
板顶、板底厚度皆为60mm。
空心楼盖体积空心率为39.88%，等效板厚为180.37mm，板自重（含管自重）4.68kN/m2。
3.2 荷载计算
荷载设计值：q=1.2×（2+4.68）+ 1.3×5=14.51 kN/m2
3.3 单位宽板的刚度计算
横、纵方向：IH = IZ =1.831×10-3m4
则刚度Bc=0.85EIZ=0.85×3×107×1.831×10-3=4.669×104kN?m2
3.4 弯矩及挠度计算
计算条件支座LxLyLy/Lx挠度系数挠度（m）系数mxmax系数mymax系数mx'系数my'弯矩mx弯矩my弯矩mx'弯矩my'
标四固9910.001270.0025900.02050.02050.05130.051324.1424.1460.3060.30
3.5板配筋计算表
板号支座型式位置弯矩（kM-m）承载力计算AsAsmin1Asmin2抗裂As实取As钢筋间距计算直径指定直径1指定直径2实配As备注
标四固mx24.136246.6550491.563218550907.988559由构造控制
my24.136246.6550491.563218550907.988559由构造控制
mx24.136246.6550491.563218550907.988559由构造控制
my60.298627.1550491.5635996271008.9810644由强度控制
3.6 抗剪验算
边支承板抗剪验算公式 V≤0.7βvftbw h0+1.25fyvAsvh0/s
V----剪力设计值
βv---受剪计算系数，取1.0
ft----混凝土抗拉强度设计值
bw ----肋宽
h0----楼板截面有效高度
βv =1.0，ft =1.43N/mm2，bw=80，h0=275
0.7βvftbw h0=0.7×1.0×1.43×80×275=22022N
当lx/ly=1时，双向板x方向板端剪力系数ax=0.4362
V=aVqln（bw+D）=0.4362×14.51×10-3×（9000-600-150×（80+500）=30286N
V>0.7βvftbw h0不满足抗剪要求。在块的肋部加配III级Ф8@200的单肢箍。
0.7βvftbw h0+1.25fyvAsvh0/s
=22022+1.25×360×50.3×275/200
=22022+31123=53145 N> V=30286N
满足抗剪要求。
4 三个方案的材料用量对比
5． 结论
经过实例计算对比，空心方箱空心楼盖方案用钢量最少，空心管空心楼盖与轻质条块空心楼盖方案相差不多。随着空心楼盖技术的逐步推广使用，不同材质不同体形的空心填充体层出不穷，各种施工保障技术纷纷涌现。用钢量仅仅是空心楼盖经济指标的一部分，设计者应综合考虑各项指标根据实际工程情况确定最终实施方案。
参考文献：
[1]邱则有.ISBN：711208782现浇混凝土空心楼盖.建筑书店（原建筑社）
[2]中国建筑科学研究院，同济大学土木工程学院.国家建筑标准设计图集05SG343现浇混凝土空心楼盖
论文作者:丁劲清
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/15
标签：楼盖论文; 弯矩论文; 系数论文; 挠度论文; 方向论文; 荷载论文; 剪力论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;