現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在學(xué)校建筑中的應(yīng)用

秦璇

摘 要 為滿足美觀與實(shí)用的建筑功能要求，通過(guò)介紹現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的受力特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的分析方法及此樓蓋體系的承載力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算方法，結(jié)合工程實(shí)例說(shuō)明現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在學(xué)校建筑中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 現(xiàn)澆混凝土；空心樓蓋；學(xué)校建筑

隨著建筑的發(fā)展，為滿足現(xiàn)代建筑對(duì)層高、大空間等使用功能上的要求，單一的結(jié)構(gòu)體系已不能適應(yīng)需要，集傳統(tǒng)現(xiàn)澆梁肋樓蓋與無(wú)梁樓蓋特點(diǎn)為一體的現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)筆者就結(jié)合《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》來(lái)談?wù)劕F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在學(xué)校建筑中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的組成及特點(diǎn)

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋一般由現(xiàn)澆實(shí)心明梁、暗梁及空心樓板組成。空心樓板由高強(qiáng)的薄壁管（圓形，矩形等）按一定方向每隔一定距離排列，再澆筑混凝土形成。兩薄壁管間混凝土類似小工字型梁受力，從而使大跨度無(wú)梁樓蓋得以順利實(shí)現(xiàn)。技術(shù)多用于商場(chǎng)、學(xué)校教室等建筑中同時(shí)結(jié)合輕質(zhì)隔墻可實(shí)現(xiàn)空間的靈活隔斷?，F(xiàn)澆空心樓板的技術(shù)特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：1）現(xiàn)澆空心樓板為多孔混凝土板，減輕結(jié)構(gòu)自重，板底平整，可降低梁高0.3～0.7m左右，滿足了建筑對(duì)層高及大空間等使用功能上的要求；在柱網(wǎng)間內(nèi)無(wú)明梁，減少裝修階段吊頂裝修和吊頂更新的費(fèi)用，降低工程造價(jià)；2）空心樓板薄壁管的封閉空間，使隔音效果提升，減少了上下樓層的相互干擾，同時(shí)由于封閉空腔的存在，隔熱的效果提升有利于建筑節(jié)能；3）在施工技術(shù)上，樓蓋采用支模簡(jiǎn)便，減少模板損耗，施工速度快，降低施工成本；4）樓板整體性好，剛度大，變形小，抗震性能好。

2.現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的結(jié)構(gòu)分析

2.1 一般規(guī)定

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)的整體布置應(yīng)能合理地傳遞各種荷載和作用，具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)略，并應(yīng)符合下列要求：1）結(jié)構(gòu)體型宜規(guī)則，具有合理的剛度和承載力分布；2）構(gòu)件應(yīng)具有適當(dāng)?shù)某休d力中，關(guān)鍵的構(gòu)件或部位應(yīng)具有足夠的變形能力；3）在豎向、水平向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面四角，應(yīng)有貫通的縱向鋼筋，并具有足夠的受拉錨固承載力；4）在混凝土易于壓碎的結(jié)構(gòu)部位應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)的約束鋼筋。

2.2 結(jié)構(gòu)分析方法

目前內(nèi)力分析有邊支承板樓蓋結(jié)構(gòu)、柱支承板樓蓋結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)多采邊支承板樓蓋結(jié)構(gòu)：樓板僅考慮承受豎向荷載，周邊支承結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮承受豎向荷載、水平和地震作用，按現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范進(jìn)行內(nèi)力分析。

2.3 設(shè)計(jì)規(guī)定

2.3.1 承載力計(jì)算 對(duì)現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)，各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料選擇，各項(xiàng)承載力計(jì)算應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》等的有關(guān)規(guī)定?？招臉前甯鶕?jù)內(nèi)力分析結(jié)果進(jìn)行承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)取用空心樓板的實(shí)際截面。

2.3.2 撓度和裂縫控制 現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋可按由梁、柱分隔的區(qū)格板進(jìn)行撓度驗(yàn)算。

2.4 一般構(gòu)造規(guī)定

1）現(xiàn)澆混凝土空心樓板的體積空心率宜為25%～50%；2）跨高比要求：對(duì)邊支承鋼筋混凝土樓板單向板為L(zhǎng)/H ≤30,雙向板為L(zhǎng)/H≤40（L為雙向板短邊）；3）適用跨度：6m～15m；4）在筒芯間肋寬、寬芯端范圍內(nèi)，均應(yīng)根據(jù)肋寬大小設(shè)置單肢網(wǎng)片或雙肢箍筋，間距不宜大于300mm；5）樓板中非預(yù)應(yīng)力縱向受力鋼筋可均勻布置，鋼筋間距不宜大于250mm。

3.工程實(shí)例

某學(xué)校建筑柱網(wǎng)8.4m教室采用現(xiàn)澆混凝土空心樓板，走廊采用普通現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓面板。對(duì)現(xiàn)澆混凝土空心樓進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）板厚確定及結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖。板厚：按照《現(xiàn)澆砼空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS175：2004的6.1.2和6.1.3，根據(jù)板實(shí)際跨度，采用250厚?？招墓懿捎脧?fù)合薄壁管，管徑為150，板混凝土C25，鋼筋 HRB400、HPB235?，F(xiàn)澆空心樓板折算厚度：250厚現(xiàn)澆空心板（筒芯徑150）：（200×250-0.25×3.14×1502 ）/200=162mm。 考慮管間肋及管端肋后，板重實(shí)際折算厚度為170 mm。

（2）板底筋計(jì)算：空心板順管截面及橫管截面均可簡(jiǎn)化為工字型截面。經(jīng)PKPM計(jì)算，250厚的空心板順管及橫管方向每米寬板底正彎矩最大值為 ：Mmax=35.0， 若取200寬為計(jì)算單元Mmax'=7.0，αs =7.0×1000000/（11.9×200×2302）=0.056，ξ=1- SQRT（1-2αs） =0.058，x=ξxH0 =0.058×230=13.34<50mm （受壓區(qū)位于翼緣內(nèi)）。

已按所有250厚空心板中的最大正彎矩驗(yàn)算，但仍屬于一類截面，故所有250厚空心板底抗彎配筋可按一類截面計(jì)算。

（3）板負(fù)筋計(jì)算參板底筋計(jì)算。

（4）順管方向斜截面抗剪驗(yàn)算。經(jīng)PKPM計(jì)算剪力，各層250厚空心板順管方向最大剪力Vmax=33.9KN/M ，若取200寬為計(jì)算單元 Vmax'=6.78 KN/M，按照《規(guī)程》的5.1.5，每（B+D）=50+150=200mm內(nèi)抗剪承載力為：

1.3×0.7×ft×B×H0=1.3×0.7×1.27×50×230=13.2 KN＞ Vmax'=6.78KN，即可承載每米剪力66 KN。

（5）橫管方向斜截面抗剪驗(yàn)算（略）。

（6）裂縫計(jì)算。據(jù)《規(guī)程》的5.2.6，可按《砼結(jié)構(gòu)規(guī)范》的8.1.2條進(jìn)行裂縫計(jì)算，因?yàn)楣ぷ中谓孛娴腁te小于同截面尺寸的矩形截面，故空心板的裂縫寬度小于同厚度實(shí)心板裂縫?，F(xiàn)在PKPM按250厚實(shí)心板計(jì)算得最大裂縫為0.265m小于限值0.30mm。裂縫滿足要求。

（7）撓度驗(yàn)算：因?yàn)楣ぷ中谓孛娴腁te、短期剛度Bs、長(zhǎng)期剛度B均小于同截面尺寸的實(shí)心板，故空心板的撓度大于實(shí)心板的撓度，約為同厚度實(shí)心板的130%。

由PKPM得所有250厚實(shí)心板計(jì)算得最大撓度為26.23mm ，空心板則為34.1mm，34.1/7200=4.74‰，大于規(guī)范限值1/250，在按《規(guī)程》的7.1.4，施工支模起拱3.0‰前提下，已滿足規(guī)范要求。

4.總結(jié)

現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓板宜布置為雙向板，設(shè)計(jì)必須進(jìn)行受彎承載力、受剪承載力計(jì)算，同時(shí)進(jìn)行撓度、裂縫的驗(yàn)算。當(dāng)板上可能存在立鋼管施工腳手架或支撐時(shí)，需對(duì)空心樓板驗(yàn)算局部承壓及抗沖切驗(yàn)算。施工安裝空心管時(shí)，需采取可靠措施防止管上浮、左右移，同時(shí)注意輕拿輕放，避免擠壓導(dǎo)致管破碎。澆筑混凝土及時(shí)振搗密實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[3] 中國(guó)建筑科學(xué)研究院.《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS 175：2004. 中國(guó)計(jì)劃出版社.