建筑设计职称论文发表浅析空心楼盖结构设计

　　摘要：现浇空心楼盖，作为一种较为新颖的楼盖形式通过精心设计，合理的确定构造配筋量，可以做到安全可靠、经济合理、方便施工。本文以现浇空心板设计中的一些问题进行了分析，并与普通梁、板体进行比较，提出一些意见与建议，仅供参考。

　　关键词：空心楼盖,双向板弹性理论,拟梁法,等代框架法,暗梁,刚性梁或墙; 柔性梁

　　一、设计原理

　　1设计依据

　　1)现浇混凝土空心楼盖技术规程JGJ/T 268-2012

　　2)混凝土结构设计规范GB50010-2010

　　3)建筑抗震设计规范GB50011-2010

　　4)建筑结构荷载规范GB50009-2012

　　5)高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010

　　6)人民防空地下室设计规范GB50038-2005

　　7)建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008

　　8)其他建筑设计和方案

　　9)现浇混凝土空心楼盖05SG343

　　10)以上相关图集

　　2设计方法

　　边支承式单区格式多区格板按相应厚度实心板进行内力分析，可采用单向或双向板弹性理论计算法，双向板塑性绞线法、拟梁法、等代框架法等。

　　柱支承式多区格暗梁空心楼盖采用空间等代框架法进行整体结构内力分析，等代框架梁内力按暗梁至少承担50%的原则进行分配。

　　规则平面和规则柱网中的柱支承式多区格暗梁空心楼盖也可用平面等代框架法进行整体结构分析。

　　柱支承式多区格暗梁空心楼盖的区格板采用柱间暗梁模型用等代框架法进行区格板内力分析，或采用拟梁法计算内力。

　　按实际截面进行承载力极限状态计算和正常使用极限状态验算。

　　3、计算

　　现浇空心板是形式如图3，在设计计算时，参照实心钢筋砼楼板或无梁楼盖的计算方法进行内力配筋计算。

　　配筋计算时，平行存管方向可简化为“工”截面进行内力配筋计算，垂直布管方向时跨中板带截面按(如图1)进行内力配筋计算，柱上板带截面按进行内力配筋计算。

　　4、一般构造要求

　　1)砼等级一般应≥C20，板厚一般可取为：1/45-1/30Ld为短边长

　　2)最小配筋率0.2%;最大配筋率1.2%;空心率30%-55%

　　3)卫生间楼面下降80-360mm不等。

　　4)适应跨度≤15米(非预应力)、≤25米(预应力)

　　5)板构造

　　二、空心楼盖计算理论依据

　　现浇空心楼板的平面刚度略大于按体积等效的实心楼板。空心楼板中的筒芯布置符合本规程规定时，理论分析和试验均表明，空心楼板顺筒和横筒两个方向的弹性刚度相差不超过10%，取与普通实心楼板相同的内力分析方法。为此可以通过PKPM来计算空心楼盖。当然还可以用Strat计算空心楼盖，由于PKPM是现在设计院和审图公司主要认可的结构计算软件。所以现在就介绍PKPM怎么计算空心楼盖。

　　1、拟梁法

　　拟梁法的适用荷载为10KN/M (恒)和10KN/M (活)以下及不计算地震作用和风荷载的情况。首先以跨度8400x8400为例，取梁的尺寸为800x350，查空心楼盖图集40页“h ”“350”一行的b 为827，然后现在就计算拟梁的宽度，计算如下:8400-800=7600，规程4.4里谈到划分的拟梁数量不少于5根，这样根据实际的跨度而定，因此这里取为7根。7600÷7=1085.7，这样不均匀，所以取1080，然后用1080×7=7560，而7600-7560=40这样就把40平均分配到左右梁上为20。因此能得到1080÷2+400+20=960，其中400为暗梁宽，20为平均分配到左右梁的宽度。因此距离左右的轴线的距离就为960;而其他的则就是1080的轴线间距。拟梁的宽度就为1080×0.827=893。这样就直接输入893x350的拟梁宽。

　　上述计算的原因是既不能多分配也不能少分配，同时还要注意的是要把拟梁梁自动计算荷载去掉，故需要输入一个反荷,荷载大小为-0.893×0.35×25=-7.810KN/M，把这个-7.810KN/M布置到拟梁上，就完成了建模。而输入恒载则为350的折算板厚的荷载加上管的荷载以及装修荷载。

　　板配筋要用显示的拟梁的配筋的多少如为8，则为8×100÷0.893=896mm ，表示的是每米的配筋量，首先要减去每米里面3 12的面积896-3×113.1=556.7mm ，板底配筋为10@140,由于板的上部钢筋的中部钢筋无用，宜取为8@250，分离式配筋8@125，这样能保证节约钢筋也不违反规程和规范。

　　2、等代框架法

　　等代框架法的荷载适用10KN/M (恒)或10KN/M (活)及以上和需要考虑地震作用和风荷载的情况。轴线与轴线间输入虚梁100x100。然后荷载的输入同上。此外还要在PKPM里面定义“弹性板6”，然后通过计算能得到柱的配筋，此时还不能得到梁及板的配筋，需在slab里面进行计算。

　　此为柱上板带，因此梁的左边上部钢筋的配筋为68.4×100×0.6×0.8(暗梁的宽度，)=3283.2 mm ，即为9 22,右边的同左边的计算方法。梁的下部钢筋为38.8×0.4×100=1552 mm ，由于为6肢箍，所以下部钢筋为6 20.

　　板配筋：板上部钢筋的配筋面积为44.4×100÷4.2(板带宽)=1057 mm (每米配筋)，具体的板配筋的分配同上。板底钢筋32.2×100÷4.2(板带宽)=767 mm (每米配筋)，具体的板配筋的分配同拟梁法的板配筋。

　　当空心楼盖在人防中的应用时需满足《人民防空地下室设计规

　　范GB50038-2005》4.11.3表格下注解的小字“如为现浇空心板，其板顶厚度不宜小于100mm;且其折合厚度均不宜小于200mm;

　　当楼盖为柱支承时，柱支承楼盖可不进行受剪承载力计算，仅计算受冲切承载力即可，根据设计习惯和本规程的构造要求，当内模为筒芯时，可不配置受力箍筋。试验研究表明，顺向布置筒芯单向板的实际受剪承载力比较国家标准中受剪承载力计算公式的计算结果偏大较多;横向布置筒芯单向板由于筒芯削弱了截面对传递剪力造成不利影响，导致受剪承载力显著降低.本规程仍采用上述规范公式，结合以往对预制空心楼板受剪承载力的研究及编制组进行的两个方向布置筒芯单向板抗剪.

　　三、下面就介绍空心楼盖在实际工程的应用：

　　新都昌商场由云南天怡建筑设计有限公司设计，并通过审图通过。新都昌商场总面积为56800m ，其中 地下负二层和负三都是运用空心楼盖，其中负二层作为勘固层，负三层作为人防工程，各层面积为7100 m ，层高3450mm，荷载均为4KN/m ，框架结构，柱网尺寸主要为8400mmx8400mm，8度设防。由于该工程比较特殊，地下水位比较高，使原本做普通梁板结构的建筑，开挖较多，使整体建筑的浮力加大，达80000吨。而经建模计算确定上部结构的建筑物总重才50000吨，即使满盘打桩也不能满足抗浮要求。当两层使用空心楼盖后，能减少开挖0.9米。部分截图如下：

　　四、空心楼盖与普通梁板结构楼板简单经济性对比说明：

　　1、基坑开挖土石方挖运工程量：大幅减少;回填土方也相应减少

　　2、基坑护壁桩工程量：显著降低

　　深基坑支护方法众多，通常采用的有悬臂桩，锚杆，内支撑等。

　　3、基础底板:

　　基坑挖深减少一米地下水位也随之降低一米，水压力减小P=1×10=10KN M²;基础底板和地基梁荷载减少10KN.M²，配筋和截面以及防水等级也有降低。

　　4、抗拔桩：

　　在地下水位较高需设抗拔桩的情况下，浮力减少，抗拨桩数量和桩长也有所节省。

　　5、地下室外墙:

　　(1)外墙的高度：采用空心楼盖可降低层高，外墙的高度也相应降低。

　　(2)外墙的土压力：地下室层高降低，外墙承受的土压力也相应减少。

　　(3)外墙的水压力：地下室层高降低，外墙承受的水压力也相应减少

　　(4)外墙的配筋：由于外墙的土压力和水压力都减少，外墙的配筋也相应减少。

　　(5)外墙的抗渗等级：地下室层高降低，外墙的高度也相应减少，在保持外墙厚度不变的情况，外墙的抗渗等级也相应降低。

　　6、地下室楼梯：

　　地下室层高降低，楼梯梯段数也相应减少，从而节约钢筋和混凝土的用量。

　　7、地下车库坡道：

　　地下车库层高降低，车道坡长相应缩小。增加车位，节省坡道工程造价。

　　8、地下室的施工时降水费用降低;基坑周围建筑不易出现抽水沉降变形裂缝。

　　9、地下室的侧面、顶棚抹灰：

　　10、地下室的竖向构件：

　　采用空心楼盖可降低层高，地下室的柱墙等竖向构件高度可减少，当保持地下室净空不变的情况下，空心楼盖的竖向构件的高度与普通楼盖相比，有明显的减少。

　　五、功能及运营优势

　　1、节约工模板，空心楼盖板底为平的，没有主次梁，只有暗梁

　　2、施工速度加快：

　　采用空心楼盖大大缩短工期，提高施工速度约30%，从而减少施工设备的租赁费用和人工费用。

　　3、烟感，喷淋减少：

　　由于板底的平整，无需每区格设一烟感，可以减少烟感5/6，喷淋减少1/3。

　　4.竖向的水电、风管、电梯等构件长度的节约;

　　在保持净空不变情况下，采用空心楼盖能大幅降低层高，节约竖向构件

　　5.缩短车道的长度，增加车位使用面积;减少车辆爬坡油耗

　　6.开孔洞方便:空心楼盖开孔洞较方便，可以随便打膨胀螺栓，无需弹线定位。

　　7.安装管道方便：

　　楼盖内管线布设较为方便，楼盖下吊挂管件，桥架，风管因无凸出梁而无需拐弯和变径，架设快捷方便，风险小，节省造价。

　　8.减少行车噪音:

　　由于空心楼盖的空腔作用，能使行车等，撞击噪音大大减小。

　　9.减少裂缝开展:

　　由于空心板中纵横密布的暗肋，也是减少裂缝的可靠措施，密实性能好。

　　10.保温隔热效果好:

　　由于空心楼盖的封闭空腔结构减少了热量的传递，使隔热、保温性能得到显著提高，对于采用空调的建筑来说，大大地降低了空调费用，建筑节能效果显著。

　　六、空心楼盖无梁楼盖与实心无梁楼盖的抗震性能比较

　　从构造上看，空心楼盖要求在柱轴线一定范围内设置实心暗梁，由于空心部分的等刚度折算厚度较实际板厚小，其空心无梁楼盖实际是带柔性梁的空心楼盖，传统的无梁楼盖通常具有柱轴线上无梁的特点，柱上板带钢筋均匀分布，使得靠近柱部位配筋不足，远离柱部位配筋有余，在地震力作用下，柱节点周边易出现少筋破坏。空心楼盖中密布的暗肋，在地震中也起到一定的作用.

　　七、结语

　　空心楼盖实用于大跨度大荷载有比较明显的综合经济性效益。主要用于地下室、人防、图书馆、办公室、教学楼、超市、厂房等。云南主要是高烈度区，由于计算空心楼盖的方法较多，对于在抗震区主要适用等代框架法。这样符合工程的实际情况。扁梁不应用于一级抗震的框架结构但可以用于一级的框架-剪力墙，剪力墙，筒中筒等结构。

　　参考文献:

　　[1] 现浇混凝土空心楼盖技术规程JGJ/T 268-2012[S]

　　[2] 现浇混凝土空心楼盖05SG343[S]

　　[3] 混凝土结构设计规范GB50010-2010[S]

　　[4] 建筑抗震设计规范GB50011-2010[S]

　　[5] 建筑结构荷载规范GB50009-2012[S]

　　[6] 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010[S]

　　[7]人民防空地下室设计规范GB50038-2005[S]

　　[8]建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008[S]

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