淺談裝配箱混凝土空心樓蓋技術(shù)與應(yīng)用

曲成林

（大連理工工程建設(shè)監(jiān)理有限公司,遼寧 大連116000）

1 裝配箱混凝土空心樓蓋簡介

近十年來，混凝土空心樓蓋在我國建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。該類樓蓋廣泛應(yīng)用于圖書館、商場、地下車庫、展覽廳、倉庫等多、高層公共建筑，尤其適用于大跨度、高凈空、大空間的結(jié)構(gòu)類型。

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋和裝配與現(xiàn)澆結(jié)合的混凝土空心樓蓋是主要的兩種空心樓蓋形式。

裝配與現(xiàn)澆結(jié)合的混凝土空心樓蓋即裝配箱混凝土空心樓蓋是由預(yù)制的裝配箱與現(xiàn)澆的鋼筋混凝土肋梁復(fù)合而成的一種樓蓋形式。裝配箱由預(yù)制的鋼筋混凝土底板、頂板、硬質(zhì)材料制作的側(cè)壁筒三部分裝配而成。按照箱體的施工方法不同，裝配箱又分為明箱和暗箱兩種類型，明箱的頂板和底板即為樓蓋結(jié)構(gòu)的上、下表面，頂板和底板均設(shè)外伸鋼筋。當(dāng)樓蓋上作用較大的荷載或有較高防水要求時(shí)，可在箱體頂板上部設(shè)置鋼筋混凝土現(xiàn)澆層，即為暗箱。該類樓蓋的突出特點(diǎn)在于，裝配箱不僅可作為施工過程中現(xiàn)澆肋梁的側(cè)模，而且箱體本身可參與結(jié)構(gòu)整體工作，這與一般的空心樓蓋中填充的筒芯或箱體作為內(nèi)膜而不參與結(jié)構(gòu)受力有著顯著區(qū)別。

裝配箱混凝土空心樓蓋的空心率較現(xiàn)澆空心樓蓋較高，且樓蓋自重較輕，可有效的節(jié)省材料，降低工程造價(jià)。該類樓蓋中裝配箱的各構(gòu)件均采用工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化制作，因而可減少現(xiàn)場混凝土澆筑量，提高了施工效率。與普通梁板樓蓋相比，該類樓蓋的結(jié)構(gòu)厚度可大為降低，相同層高情況下可提供更高的建筑使用空間，而且整個(gè)樓蓋底部平整，方便使用。

2 裝配箱混凝土空心樓蓋設(shè)計(jì)原理、特點(diǎn)分析

2.1 裝配箱混凝土空心樓蓋和普通樓蓋的本質(zhì)區(qū)別

裝配箱混凝土空心樓蓋屬于典型的密肋結(jié)構(gòu)，即肋梁的間距不大于1500mm，由于肋梁間距較小，使密肋梁的受力形態(tài)及彎矩分配更接近板，而普通樓蓋大多屬于井字梁或者十字梁結(jié)構(gòu)，受力形式仍為桿系傳力，正是由于這個(gè)區(qū)別，使裝配箱混凝土空心樓蓋相比普通樓蓋具備了較大的承載能力。

2.2 裝配箱混凝土空心樓蓋鋼筋用量更節(jié)省

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，裝配箱混凝土空心樓蓋可以用有限元方法進(jìn)行計(jì)算，目前通用有限元軟件可以做到實(shí)際結(jié)構(gòu)與力學(xué)模型相差很小，有效完成梁、板、柱、墻、膜、網(wǎng)架、殼、組合結(jié)構(gòu)的整體分析，板的空心部分也按實(shí)際情況與實(shí)心部分同時(shí)分析，板中因開洞產(chǎn)生的應(yīng)力集中都可得到準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)果。經(jīng)過合理的結(jié)構(gòu)布置，裝配箱混凝土空心樓蓋比普通樓蓋，可以節(jié)省較多的鋼筋用量。

3 裝配箱混凝土空心樓蓋的顯著優(yōu)點(diǎn)

3.1 節(jié)約大量的鋼材、模板、混凝土等材料及人工費(fèi)，降低工程造價(jià)

裝配箱混凝土空心樓蓋承載力高、自重輕，目前少有哪種體系能達(dá)到如此程度。和普通梁板結(jié)構(gòu)比較，折算厚度（折算實(shí)心厚度與樓蓋截面高度之比）一般在20%～30%，節(jié)約鋼材30%～50%，節(jié)省模板材料及人工費(fèi)50%～70%，并大大增加模板使用周轉(zhuǎn)率，現(xiàn)澆混凝土量只為普通結(jié)構(gòu)用量的三分之一，總用工量減少，施工工期縮短，降低工程造價(jià)的經(jīng)濟(jì)效果非常顯著。

3.2 特別適用于大空間、大跨度、高凈空的建筑

裝配箱混凝土空心樓蓋是箱型截面的密肋樓蓋，有著較密集的相互交叉約束、雙向受力的肋梁，具有超強(qiáng)的承載力、結(jié)構(gòu)抗震性能突出，能有效解決樓蓋的顫動、伸縮等問題；裝配箱混凝土空心樓蓋剛度大，整體好，工程實(shí)測撓度一般都小于1/500，轉(zhuǎn)角變形可忽略不計(jì)，對樓蓋邊梁的扭轉(zhuǎn)作用比普通樓板也要小得多，非預(yù)應(yīng)力即能做到36米（短跨方向）的跨度，滿足了對建筑物多用途多功能的要求。

3.3 提高建筑適用功能

裝配箱混凝土空心樓蓋建筑的分隔墻能實(shí)現(xiàn)真正意義上的任意布置，方便多功能使用；由于樓板中空，對聲音的阻隔，吸收性能較好，據(jù)相關(guān)資料表明，可減低5～12分貝；同時(shí)兼有保溫功能，對空調(diào)建筑來說可減低建筑運(yùn)行成本10%以上。

3.4 建筑模板安裝及配套施工方便

裝配箱混凝土空心樓蓋施工過程中的支模、拆模施工工藝簡單，僅鋪放平模板就可以（整張竹膠板鋪上就行，不破壞模板材料，無需加工調(diào)配模板），并且模板使用周轉(zhuǎn)率高；樓板內(nèi)預(yù)埋管線任意排布，方便施工；板底堅(jiān)固平整，便于空調(diào)管道，消防噴頭，燈具等各種掛件的定位、安裝。

4 裝配箱混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施

（1）裝配箱混凝土空心樓蓋頂板、底板的四周每隔100mm設(shè)水平外伸鋼筋，該類鋼筋伸入箱體周圍的肋梁內(nèi)錨固，通過鋼筋的連接作用，使預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件共同受力。另外，頂板和底板的周邊均設(shè)有水平內(nèi)凹的剪力齒，通過混凝土的咬合作用，確保新澆筑的肋梁混凝土與頂板、底板間可靠傳遞水平剪力。

（2）對于柱支撐結(jié)構(gòu)，裝配箱樓蓋與框架柱的連接節(jié)點(diǎn)及周圍相關(guān)區(qū)域宜采用現(xiàn)澆實(shí)心樓蓋，實(shí)心樓蓋的厚度、平面尺寸和配筋應(yīng)根據(jù)抗沖切承載力和核芯區(qū)受剪承載力驗(yàn)算確定，計(jì)算方法和構(gòu)造措施應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。此外，可在實(shí)心樓蓋周圍設(shè)置暗箱以實(shí)現(xiàn)實(shí)心區(qū)域向空心區(qū)域的過渡，這樣做可以有效避免結(jié)構(gòu)形式和承載力沿寬度方向的突變，防止結(jié)構(gòu)抗震薄弱部位的出現(xiàn)，對變截面部位尚應(yīng)驗(yàn)算抗剪承載力。通過以上措施，裝配箱樓蓋的抗震性能較普通板柱結(jié)構(gòu)有顯著提高。

（3）對于柱支撐結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)沿柱軸線設(shè)置扁梁或主肋梁。所謂主肋梁是設(shè)置在柱軸線位置且梁截面高度與樓蓋厚度相同的現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，其配筋應(yīng)計(jì)算確定，并滿足框架梁的構(gòu)造要求。

5 結(jié)語

裝配箱混凝土空心樓蓋作為一種新型的樓蓋結(jié)構(gòu)體系，因其具有特別適用于重荷載、大跨度建筑，且施工方法簡單的特點(diǎn)，值得推廣應(yīng)用。

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