暗梁柱帽樓蓋與主框梁樓蓋的結(jié)合運(yùn)用

唐 松 邱志勇 張 潔

1. 中國核工業(yè)華興建設(shè)有限公司 江蘇 南京 210019；2. 上海建工二建集團(tuán)有限公司 上海 200080

1 工程概況

某住宅項目總建筑面積19.78萬 m2，由5棟高層住宅樓和商業(yè)裙房組成，總建筑面積44 047.13 m2。項目設(shè)1層框架結(jié)構(gòu)地下室，地下室頂板樓蓋為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用暗梁柱帽樓蓋與主框梁樓蓋相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式。

項目地下車庫頂板覆土高度1.8 m，柱網(wǎng)間距大多采用8.4 m×8.4 m，暗梁柱帽樓蓋區(qū)域樓板厚度為400 mm，主框梁樓蓋區(qū)域樓板厚300 mm。地下室頂板樓蓋上部為景觀綠化工程，暗梁柱帽樓蓋布置在室外種植綠化區(qū)域，主框梁樓蓋布置在室外道路或大型鋪裝區(qū)域。地下車庫平面圖如圖1所示，紅線框內(nèi)為暗梁柱帽樓蓋布置區(qū)域，紅線框外均為主框梁樓蓋布置區(qū)域。

圖1 地下車庫平面示意

2 經(jīng)濟(jì)效果對比

2.1 對比思路

選取傳統(tǒng)的主、次梁樓蓋，與本工程的暗梁柱帽樓蓋、主框梁樓蓋進(jìn)行主要施工經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對比，通過工程實例，分析暗梁柱帽樓蓋與主框梁樓蓋的結(jié)合在實踐運(yùn)用中的優(yōu)缺點[1-6]。

2.2 3種樓蓋的主要經(jīng)濟(jì)效果對比

2.2.1 傳統(tǒng)主、次梁樓蓋

選取對比的傳統(tǒng)主、次梁樓蓋項目是某科技園項目。某科技園項目地下車庫樓蓋為傳統(tǒng)主、次梁結(jié)構(gòu)，樓蓋由樓板、主梁、次梁構(gòu)成，支撐在柱上?？萍紙@項目與本住宅項目的覆土高度相近，頂板設(shè)計荷載相同，柱網(wǎng)尺寸同樣為8.4 m×8.4 m，2個項目相應(yīng)的內(nèi)容具有可比性。

1）傳統(tǒng)主、次梁的特點：一般梁較高，雙向傳力合理，能承受較大的荷載，因而板的厚度較小，材料用量少，自重輕。但相對于暗梁柱帽樓蓋和主框梁樓蓋，傳統(tǒng)主、次梁樓蓋由于具有大量的主、次梁，因而模板支設(shè)量相對較大，施工速度相對較慢。

2）傳統(tǒng)主、次梁樓蓋平面圖：截取具有特征性的2-13—2-20軸/2-K—2-S軸范圍內(nèi)的傳統(tǒng)主、次梁樓蓋，其中，主梁尺寸為500 mm×1 000 mm，次梁尺寸為350 mm×800 mm，柱網(wǎng)間距為8.4 m，樓板厚度為250 mm，具體如圖2所示。

圖2 主、次梁樓蓋平面示意

3）主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：通過廣聯(lián)達(dá)建模計算，得出主、次梁樓蓋的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表1所示，綜合造價為736.97元/m2。

表1 主、次梁樓蓋主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2.2.2 暗梁柱帽樓蓋

本次研究的暗梁柱帽樓蓋是在本住宅項目中。暗梁柱帽樓蓋是在無梁柱帽樓蓋中設(shè)置暗梁，優(yōu)化了荷載的傳力路徑，同時柱帽的設(shè)置有效減小柱頭對樓板的沖切破壞。

1）暗梁柱帽樓蓋的特點：暗梁柱帽樓蓋中設(shè)置暗梁，相比無梁柱帽樓蓋直接將樓蓋荷載傳至柱子上，暗梁柱帽樓蓋能更好地傳力，將樓蓋的荷載應(yīng)力傳至暗梁，再通過柱帽傳至框架柱，避免了無梁柱帽的整體剛度小、形變大、抗震性能差的缺點，有效減小了樓蓋板的彎拉應(yīng)變，同時柱帽結(jié)構(gòu)能有效減小周邊樓蓋板的沖切應(yīng)力，防止樓蓋因較大沖切應(yīng)力產(chǎn)生沖切破壞。暗梁柱帽樓蓋具有經(jīng)濟(jì)性好、施工速度快、凈空利用率高的特點，暗梁柱帽樓蓋的設(shè)計經(jīng)濟(jì)性好，能有效節(jié)約鋼筋的用量，支模簡單，施工速度快，而且能提供較高的地下室凈空高度，以提高綜合管線的安裝效率。

2）暗梁柱帽樓蓋平面圖：截取具有特征性的X1-1—X1-5軸/X1-A—X1-J軸范圍的暗梁柱帽樓蓋，其中暗梁尺寸600 mm×400 mm，柱網(wǎng)間距8.4 m，樓板厚度400 mm，如圖3所示。

圖3 暗梁柱帽樓蓋平面示意

3）主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。通過廣聯(lián)達(dá)建模計算，得出暗梁柱帽樓蓋的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下表2所示，綜合造價為638.00元/m2。

表2 暗梁柱帽樓蓋主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2.2.3 主框梁樓蓋

主框梁樓蓋是與暗梁柱帽樓蓋在該項目中的結(jié)合運(yùn)用，主框梁樓蓋是僅設(shè)置框架梁不設(shè)置次梁，將樓板的荷載傳給框架梁，框架梁支承在柱上，受力合理，施工簡便。

1）主框梁樓蓋的特點：主框梁樓蓋也是住宅項目中常見的地下結(jié)構(gòu)形式，是有梁樓蓋中不設(shè)置次梁，通過設(shè)置的框架梁將樓蓋板荷載傳至框架梁再傳至柱的形式，通常具有較高尺寸的框架梁，但主框梁樓蓋的經(jīng)濟(jì)性同樣較好，不用支設(shè)次梁模板而具有施工簡便的特點。

2）主框梁樓蓋平面圖：截取具有特征性的53—55軸/V—X軸范圍的主框梁樓蓋，其中框架梁尺寸400 mm×1 000 mm、500 mm×1 100 mm、550 mm×1 100 mm，柱網(wǎng)間距8.4 m，樓板厚度300 mm，如圖4所示。

圖4 主框梁樓蓋平面示意

3）主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：通過廣聯(lián)達(dá)建模計算，得出主框梁柱帽樓蓋的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表3所示，綜合造價為723.76元/m2。

表3 主框梁柱帽樓蓋主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3 施工方法對比

3.1 對比思路

將傳統(tǒng)的主、次梁樓蓋的施工與暗梁柱帽樓蓋、主框梁樓蓋的施工相對比，從施工流程分析、模板支設(shè)、鋼筋綁扎3個方面進(jìn)行對比。

3.1.1 傳統(tǒng)主、次梁樓蓋的施工方法

傳統(tǒng)的主、次梁樓蓋的施工，工藝施工流程較為復(fù)雜，不僅支模和鋼筋綁扎需要大量的人工，而且相對模板用量也較大，對支模的要求相對較高。由于梁的數(shù)量較多，梁的側(cè)模和底模較多，更容易出現(xiàn)脹模、漏漿等質(zhì)量缺陷。

3.1.2 暗梁柱帽樓蓋的施工方法

1）模板的支設(shè)。暗梁柱帽樓蓋的施工工藝簡便，由于大面積樓板的底模均是平整的，不存在梁的支模，因而不僅節(jié)約了模板的用量，而且能有效提高施工速度。柱帽位置的模板支設(shè)較為復(fù)雜，需要一定的工作量。柱帽部位的模板支設(shè)如圖5所示。

圖5 柱帽模板支設(shè)

柱帽模板支設(shè)時增加斜撐，以對抗?jié)仓炷習(xí)r的側(cè)向壓力，各模板邊角點做成倒角并貼海綿條，防止漏漿。另外，在（h1＋h2）的高度范圍內(nèi)增加1道鋼管環(huán)箍，扣件連接，提高模板支撐的側(cè)向剛度，如圖6所示。

圖6 鋼管環(huán)箍

2）鋼筋綁扎。鋼筋的綁扎較為簡單，不存在較大較高梁的鋼筋綁扎，暗梁和板面鋼筋綁扎可以同時進(jìn)行，可以節(jié)約大量的人工，而且鋼筋綁扎較為簡便，能有效提高鋼筋綁扎的速度。暗梁及柱帽的鋼筋綁扎如圖7所示。暗梁在樓板內(nèi)，鋼筋綁扎時，先綁扎柱帽鋼筋，再下暗梁，最后將樓板鋼筋從暗梁鋼筋上面穿過，整個過程施工簡便，速度快。柱帽部位的頂板面設(shè)置附加筋，柱帽在減小柱頭對樓蓋的沖切效應(yīng)的同時，附加筋也能有效提高沖切應(yīng)力影響范圍內(nèi)的樓板剛度，分散應(yīng)力的集中。

圖7 暗梁及柱帽鋼筋

3）混凝土成形質(zhì)量。底模大面積是平整的，避免了出現(xiàn)大量的梁側(cè)模、梁底模，有效減少了脹模、漏漿等質(zhì)量缺陷，混凝土的成形質(zhì)量是三者中最好的。

4 綜合比較結(jié)果歸納

4.1 經(jīng)濟(jì)效果比較結(jié)果歸納

4.1.1 材料用量

鋼筋用量上，暗梁柱帽樓蓋的鋼筋用量最少，其次是主框梁樓蓋，傳統(tǒng)主、次梁樓蓋的鋼筋用量最多?；炷劣昧可?，傳統(tǒng)主、次梁樓蓋的混凝土用量最少，其次是暗梁柱帽樓蓋，主框梁樓蓋的混凝土用量最多。模板用量上，暗梁柱帽樓蓋的模板用量最少，其次是主框梁樓蓋，傳統(tǒng)主、次梁樓蓋的模板用量最多。

4.1.2 綜合造價

暗梁柱帽樓蓋的綜合造價最低，其次是主框梁樓蓋，傳統(tǒng)主、次梁樓蓋的綜合造價最高。

4.1.3 經(jīng)濟(jì)適用性

總的來說，雖然暗梁柱帽樓蓋的運(yùn)用會造成樓板厚度相對較大，混凝土的用量有所增加，但是綜合經(jīng)濟(jì)性是三者中最好的。

本項目中將暗梁柱帽樓蓋和主框梁樓蓋結(jié)合運(yùn)用，把暗梁柱帽樓蓋運(yùn)用在室外種植綠化區(qū)域，把主框梁樓蓋運(yùn)用在室外道路或大型鋪裝區(qū)域，這樣在保證整體承載力和抗震性能的基礎(chǔ)上，既能提高項目施工速度、方便地下室管線安裝，又能取得較好的經(jīng)濟(jì)性。

4.2 施工方法比較結(jié)果歸納

4.2.1 模板施工

暗梁柱帽樓蓋由于為大面積的平板部分，支模施工簡便，同時能節(jié)約大量的模板，施工速度快，柱帽部位的支模經(jīng)現(xiàn)場深化后較為簡單，后期也能提高模板拆除的速度。主框梁柱帽的模板支設(shè)由于存在框架梁和平板的模板支設(shè)，較暗梁柱帽樓蓋增加了較多的框架梁模板的支設(shè)，施工速度上相對較慢。

傳統(tǒng)主、次梁樓蓋更是存在大量的主、次梁，主、次梁模板的支設(shè)不僅消耗大量的人工，而且模板支設(shè)的速度最慢。

4.2.2 鋼筋施工

暗梁柱帽樓蓋的鋼筋綁扎較為簡便，除柱帽位置外其他部分都是在平面模板上綁扎，暗梁置于樓蓋鋼筋中，暗梁鋼筋可與樓蓋鋼筋同步綁扎。主框梁樓蓋的鋼筋綁扎較少，僅存在框架梁和樓板鋼筋的綁扎，鋼筋施工較簡單。傳統(tǒng)主、次梁樓蓋的鋼筋施工是三者中最復(fù)雜的、耗時費(fèi)工最多的，存在大量的主、次梁，主、次梁鋼筋穿插施工較為復(fù)雜。

4.2.3 混凝土施工

暗梁柱帽樓蓋的混凝土澆筑最為簡單，仍需注意柱帽位置混凝土的振搗，但通過模板支設(shè)的優(yōu)化、振搗過程的控制，現(xiàn)場柱帽的棱角成形質(zhì)量較好。

傳統(tǒng)主、次梁樓蓋和主框梁樓蓋的混凝土施工相對需要更多地關(guān)注節(jié)點部位的振搗，梁底部位更容易出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷。

4.3 優(yōu)缺點比較結(jié)果歸納

通過綜合經(jīng)濟(jì)效果和施工方法的比較，本項目采用的暗梁柱帽樓蓋和主框梁樓蓋的結(jié)合運(yùn)用相比傳統(tǒng)主、次梁樓蓋具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，主要優(yōu)點體現(xiàn)在綜合造價低、整體抗震性能好、施工速度快、施工簡便、綜合管線安裝方便、凈空利用率高等，而缺點是板厚較大、混凝土用量大、整體性受局限。

5 結(jié)語

本文選取暗梁柱帽樓蓋和主框梁樓蓋的結(jié)合實踐運(yùn)用，從工程角度與傳統(tǒng)的主、次梁樓蓋進(jìn)行了對比。通過經(jīng)濟(jì)效果、施工方法和綜合造價3個方面比較，得出該結(jié)合運(yùn)用在工程實踐中取得了相當(dāng)好的優(yōu)勢和效果，為其他類似工程施工提供了一定的參考價值。

地下車庫樓蓋的形式在建筑發(fā)展中日新月異，順應(yīng)城市發(fā)展、人們生活的要求，越來越多種類的樓蓋形式應(yīng)運(yùn)而生，也產(chǎn)生了多種樓蓋形式的結(jié)合運(yùn)用，人們在探究樓蓋的發(fā)展過程中，也將會產(chǎn)生更加優(yōu)化的樓蓋形式。本文探究的暗梁柱帽樓蓋和主框梁樓蓋的結(jié)合實踐運(yùn)用，在工程中已經(jīng)取得了較好的效果，推廣前景廣闊。