箱體現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在某酒店結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/曾洪超 湖南城市學(xué)院規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院 湖南長沙 410000

譚子豪 湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司 湖南長沙 410000

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋起源于20世紀(jì)40年代，并在80年代引入我國，是由采用內(nèi)置或外露填充體的空心樓板和支承梁（或暗梁）等水平構(gòu)件形成的樓蓋結(jié)構(gòu)。填充體的作用主要是用輕質(zhì)材料永久替代實(shí)心樓板中對(duì)受力和變形影響不大的混凝土，減輕結(jié)構(gòu)自重，同時(shí)便于模板安裝和混凝土澆筑。填充體按形狀和成型方式大致可分為以下幾種：管狀、棒狀、箱狀、塊狀和板狀成型的填充體。為了達(dá)到預(yù)期效果，填充體質(zhì)量至關(guān)重要：重量最輕、具備一定剛度、嚴(yán)格控制外觀尺寸、綠色環(huán)?！，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋具有自重輕、有效降低結(jié)構(gòu)層高、整體抗震性能好、施工周期短、空間分隔靈活、隔音隔熱效果好等優(yōu)勢，近年來被廣泛應(yīng)用于各類建筑。

1、工程概況

某五星級(jí)酒店用地面積4.2萬m2，總建筑面積12.17萬m2，其中地上7.11萬m2，地下5.06萬m2。建筑層數(shù)地上12層，地下2層，高度57.66米。酒店地下2層層高分別為負(fù)2層4.3m，負(fù)1層4.2m，包括地下車庫、SPA洗浴區(qū)、后勤辦公區(qū)、各類設(shè)備房、庫房及餐飲區(qū)。1～2層為餐飲宴請(qǐng)區(qū)，1層層高6m，2層層高5.7m。3層以上為客房，層高4m。本工程周邊道路高差較大，兩層地下室為半地下室，西側(cè)為全埋，南側(cè)為半埋，東側(cè)直接跟道路銜接，北側(cè)設(shè)置下沉式廣場。

本工程為框架（框剪）結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，建筑抗震設(shè)防類別為丙類，建筑安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年。典型平面柱網(wǎng)為8.4mX9.0m，地下室頂板覆土厚度為1.2m，整體計(jì)算嵌固端取地下室底板面。

由于本工程地下室功能復(fù)雜，樓層平面內(nèi)水暖電各設(shè)備管線眾多，對(duì)樓層凈高要求較為嚴(yán)格、相當(dāng)一部分區(qū)域內(nèi)荷載較大、建設(shè)方要求除車庫外各功能區(qū)域需滿足后期使用空間靈活分隔，采用普通梁板樓蓋顯然無法同時(shí)滿足上述要求。因此，本工程在地下2層采用現(xiàn)澆空心樓蓋，1層以上均為普通梁板樓蓋。

2、空心樓蓋體系的設(shè)計(jì)

本工程現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋填充體采用輕質(zhì)鋼網(wǎng)箱，鋼網(wǎng)箱自重不超過15kg/m2，負(fù)一層樓面為單邊外露填充體，首層樓面為內(nèi)置填充體。鋼網(wǎng)箱采用600X900的標(biāo)準(zhǔn)箱，不能采用標(biāo)準(zhǔn)箱的區(qū)域采用600X600或300X900的非標(biāo)箱體，箱體與箱體之間留設(shè)150mm寬肋梁。負(fù)一層空心樓板根據(jù)板面荷載大小采用三種截面型式：空心板厚420～450mm，箱體上部板厚為80～110mm，箱體高290～320mm，箱體底部抹20mm厚水泥砂漿。首層空心樓板采用兩種截面型式：1、室內(nèi)空心板厚420mm，箱體上部板厚為80mm，箱體高290mm，箱體底部板厚為50mm；2、室外覆土區(qū)域空心板厚450mm，箱體上部板厚為90mm，箱體高290mm，箱體底部板厚為70mm。各空心樓板板厚與板跨比值均大于1/22，為厚空心樓蓋。負(fù)一層與首層空心樓板剖面示意圖見圖1。

圖1

柱與柱之間布置框架暗梁，暗梁梁寬同柱寬，梁高同空心板厚。通過整體澆筑混凝土使樓蓋雙向均形成若干個(gè)小“T”字形梁或“工”字形梁受力的現(xiàn)澆空心板，密肋形“T”字形梁或“工”字形梁支承于框架暗梁，整體形成沒有明梁的網(wǎng)狀暗肋框架梁結(jié)構(gòu)。空心樓蓋在框架柱處根據(jù)計(jì)算需要決定是否設(shè)置柱帽，本工程負(fù)一層與首層室內(nèi)均不設(shè)置柱帽，首層室外由于考慮覆土荷載、消防車荷載和施工荷載需設(shè)置柱帽抗沖切。

本工程現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋采用北京盈建科股份有限公司開發(fā)的YJK1.8.0進(jìn)行計(jì)算。YJK軟件在建模中設(shè)置了專門的現(xiàn)澆空心板布置菜單，把暗梁當(dāng)作普通梁輸入，在上部結(jié)構(gòu)計(jì)算中按照普通梁方式計(jì)算暗梁，按照樓板有限元方式計(jì)算現(xiàn)澆空心板。該軟件對(duì)空心板的計(jì)算提供了兩種模型：密肋梁計(jì)算（交叉梁法）、有限元計(jì)算。板這兩種計(jì)算方法均只考慮恒活載，沒有考慮風(fēng)荷載和地震作用。該軟件可以直接輸入空心樓蓋板厚和填充體尺寸，可自動(dòng)計(jì)算空心樓板自重，填充體當(dāng)附加恒載手動(dòng)收入?？招臉巧w計(jì)算時(shí)需對(duì)空心樓板定義為彈性板6，并勾選“梁與彈性板變形協(xié)調(diào)”，這種計(jì)算模式將使樓板和梁變形協(xié)調(diào)，共同承擔(dān)荷載。計(jì)算參數(shù)的彈性板荷載計(jì)算方式應(yīng)選擇有限元方式：在上部結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，恒活面荷載直接作用在彈性樓板上，不被導(dǎo)算到周邊的梁墻上，板上的荷載是通過板的有限元計(jì)算才能導(dǎo)算到周邊桿件。經(jīng)有限元計(jì)算后板上荷載不僅傳到周邊梁墻，也同時(shí)傳遞給柱，柱的受力增加，梁承受的荷載將減少，符合實(shí)際受力情況。

空心樓蓋施工圖表達(dá)可采用板式或肋梁式。本工程負(fù)一層為單邊外露填充體形成的“T”型肋梁，采用肋梁式配筋繪制空心樓蓋施工圖。根據(jù)肋梁計(jì)算結(jié)果AS，空心樓板板面雙向拉通鋼筋為□10@200（AS1=393mm2），肋梁間距為S，考慮“T”型肋梁翼緣鋼筋作用，肋梁支座配筋A(yù)S2=AS- AS1·S。負(fù)二層為內(nèi)置填充體形成的“工”型肋梁，采用板式配筋繪制空心樓蓋施工圖?？蚣馨盗喊唇Y(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)果配筋，同時(shí)按框架梁要求驗(yàn)算裂縫與撓度。

3、施工工藝

施工順序：支設(shè)腳手架及模板安裝→填充體與預(yù)埋管線放線→綁扎框架梁、肋梁、空心板板底鋼筋、預(yù)埋管線→安放填充體并采取抗浮措施→綁扎面筋、固定填充體→鋪設(shè)施工跳板并澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)后拆模。

施工注意事項(xiàng)：

1）鋼筋的要求：空心樓板下層鋼筋的保護(hù)層20厚，用墊塊墊好，并且在振搗棒的作用下不滑落。上層鋼筋必須支撐牢固，不得把跳板直接落在鋼筋上，而應(yīng)該架起來，保證在施工人員行走時(shí)鋼筋不位移。不得使用板振搗器。

2）混凝土的要求：石子粒徑級(jí)配要合理。粗骨料的最大粒徑不宜超過空心板肋寬和板底厚度的1/2，且不得超過25mm。要少澆勤振，防止板下出現(xiàn)露筋現(xiàn)象。宜選用d=50的振搗棒。

3）填充體的安裝：安裝時(shí)要注意施工人員不得直接在填充體上行走，行走時(shí)需鋪設(shè)跳板。

4）電源管線和給排水管線，宜設(shè)在樓板實(shí)心區(qū)域肋中。

5）砼澆筑前應(yīng)做好相應(yīng)的抗浮措施，砼應(yīng)分層澆筑， 第一層澆筑厚度不大于肋梁高度的2/3。

6）混凝土塌落度應(yīng)控制在160±20mm，且應(yīng)分層澆筑砼，根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況可做細(xì)微調(diào)整，最終塌落度數(shù)值以滿足板面技術(shù)施工條件為準(zhǔn)。

7）后澆帶施工應(yīng)該符合設(shè)計(jì)規(guī)定，后澆帶內(nèi)可以放置填充體，在澆筑隔離期間應(yīng)該作好填充體的保護(hù)工作，對(duì)于破損的填充體應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行更換或修補(bǔ)，澆筑混凝土前應(yīng)注意清理后澆帶內(nèi)的雜物，并檢查鋼筋，填充體的位置是否符合要求。

結(jié)語：

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋應(yīng)用于本工程，圓滿解決了地下室走管困難的問題，并且滿足了后期使用空間靈活分隔的要求，給建設(shè)方帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。與其他樓蓋形式相比，空心樓蓋隔音隔熱效果好、可有效降低層高或提高樓層凈高、隔墻允許靈活布置、施工支模與粉刷便捷，尤其適用于較大跨度和承受較大荷載的結(jié)構(gòu)，相信在建筑業(yè)以后的發(fā)展中會(huì)具有較為廣闊的應(yīng)用前景。但因?yàn)楝F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋引入我國時(shí)間較短，目前國內(nèi)在實(shí)際工程中的應(yīng)用不多，還存在設(shè)計(jì)計(jì)算方法良莠不齊、施工技術(shù)普及不夠、樓板滲漏水不便核查、后期加固改造困難等不足，還需廣大工程技術(shù)人員不斷總結(jié)進(jìn)步，為現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。