现浇混凝土无柱帽空心无梁楼盖的设计与施工

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梁如何计算是国内外尚待研究的问题，等代梁宽
度的取值有很多种［!］，东苑大厦工程中取柱轴线
两侧各 $ 6 & 柱网跨度，按式（$）、（%）、（!）计算，但
式中的 0+、0- 应改为 0+ 4 %、0- 4 %，5+、5- 分别取为柱 两侧各 0+ 4 &、0- 4 & 范围内 $ 排的薄壁盒个数。
因为 柱 截 面 比 较 大，板 混 凝 土 强 度 等 级 为
角支承的双向板。据此就不会把无梁楼盖当作四
边支承的双向板来设计，也不会对等效框架法产
生“荷载用了 & 次”的误解。
&+ 竖向均布荷载作用下的结构计算
新修订 的《 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 》（ 23*##(#4 &##(）建议［&］，在竖向均布荷载下，无梁楼盖可按
经验系数法或等效框架法计算。在南京东苑大厦
万方数据
结构。竖向荷载作用下，它与四边支承的双向板受
力性能不同，荷载是直接向四角支承处就近传递
的，四角处没有竖向位移，变形后板弯曲成碗形。
因此，在无梁楼盖中不存在竖向荷载沿两个
方向传递和分配的问题，即使由于抗震构造要求
在柱间的板中设置了暗梁，而暗梁的挠度也是不
能忽略的，所以仍不是四边支承的双向板，而是四
-’—在 ) 方向等效框架的计算宽度 !’ 范围内每 ( 排的薄壁盒个数；
-)—在 ’ 方向等效框架的计算宽度 !) 范围内每 ( 排的薄壁盒个数；
&.—( 个薄壁盒造成的空腔对矩形截 面实心板形心处所产生的平均截
面惯性矩。
由于盒顶的双曲面是由 ( 根母曲线在另 & 根
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工程中，采用了等效框架法，计算结果与用弹性有
限元分析的结果是比较接近的。
等效框架法中，空心无梁楼盖的等代梁按变
截面梁考虑。在中间区格中，柱边实心板部分的
截面惯性矩按下式计算：
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式中 &’(、&)(— ’、) 方向等代梁在柱边实心板部 分的截面惯性矩；
!’、!)— )、’ 方向等代梁的计算宽度； %—板厚；
平行的基曲线上平移而成的，母曲线与基曲线都
采用相同的二次抛物线，其矢高均为 !，因此盒子
中心处的空腔截面和边缘截面分别 如 图 !（"）、
（#）所示，故 "# 可近似按下式计算：
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（&）
图 ! 薄壁盒计算单元示意
式中 "#$—盒子中心处空腔截面对矩形截面实 心板形心处所产生的惯性矩，
摘要 本文指出了空心无梁楼盖中采用薄壁管作为填充构件的不足之处，阐述了在南京 东苑大厦中采用薄壁盒作为填充构件的现浇无柱帽空心无梁楼盖的受力概念、设计计算和施 工方法。
关键词 空心无梁楼盖 薄壁管 薄壁盒 等效框架法 !"#$%!&$ !"# $%$#& $’()*+ ’,* *"# -(+%-.%)*%/#+ ’0 *"# .’(-#- 01%* +1%2 01’’& ,+()/ *"# *"() 3%11 $($#+ %+ *"# 4#42#&+ *’ 0(11 () 5 !"#) *"(+ $%$#& -#+6&(2#+ *"# 4#6"%)(6 6’)6#$*，6%16,1%*(’) ’0 -#+(/) %)6’)+*&,6*(’) 4#*"’- ’0 *"# 4,1*(76#11 01%* +1%2 01’’& ,+()/ *"() 3%11 2’8#+ %* 9’)/:,%) ;,(1-()/ () <%)=()/ %&# -#+6&(2#- 5 ’()*+%,# >,1*(76#11 01%* +1%2 !"() 3%11 $($# !"() 3%11 2’8 ?@,(.%1#)* 0&%4# 4#*"’-
跨中空心板部分的截面惯性矩可近似按下式
计算：
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式中 &’&、&)&— ’、) 方向等代梁在跨中空心板部
分的截面惯性矩；
*、"—薄壁盒宽及盒间最小净距；
图 ! 板区格中的钢筋布置（单位：((）
三、施工 模板支好以后，在模板上放线，标出薄壁盒的 位置。绑扎板底钢筋后，放置薄壁盒，待板顶钢筋 和拉结筋绑扎完毕，检查薄壁盒是否会移动。为 了使盒底的混凝土浇捣密实，采用商品混凝土，石 子最大粒径为 )&((，塌落度不小于 #*’((。振捣 棒直径为 &’((，如果在棒头加焊带直弯钩的钢 筋，则更便于伸入盒底浇捣混凝土。 板的混凝土应分层浇捣，先把板底混凝土浇 捣密实后，再浇筑肋部及盒顶的混凝土，不能象普 通实心楼板那样一次浇捣。 为了加快模板的周转，可先拆除每个板区格 中央部分的模板，再拆除柱上板带跨中部分的模 板，最后拆除柱周围的模板。
7&/，经过计算，无柱帽时楼板的受冲切承载力是
足够的。
!" 配筋构造 为了保证混凝土最小保护层厚度，并使楼盖 具有一定的空心率，主筋尽量采用直径较小的! 级钢筋。在薄壁盒每条侧边处，上、下都设置 # 根 主筋；盒平面正中的上、下在纵、横两个方向也都 有 # 根主筋通过。在区格板中央，即两个方向跨 中板带相交的部分，按计算是不需要在板顶配负 钢筋的。但考虑到商品混凝土收缩较大，容易开 裂，以及便于使薄壁盒定位，仍配置了构造钢筋。 这样配筋后，就在盒间构成了钢筋混凝土肋，并可 在盒侧边中点部位设置"$ % &’’ 的拉结筋，使得 在浇捣混凝土时，薄壁盒不会移动，见图 !。
图 & 单个中间区格内的薄壁盒布置（单位：$$）
二、受力概念及结构设计计算方法 (+ 受力概念 双向弯 曲 且 任 一 方 向 的 弯 曲 都 不 能 忽 略 的 板，称为双向板［(］。由于支承情况的不同，矩形平 面的双向板有多种，常见的是肋梁楼盖中周边由 墙 或 梁 支 承 的 双 向 板，它 们 与 柱 构 成 框 架 结 构。 通常作用在四周支承双向板上的竖向荷载是沿两 个方向传递和分配的，由于周边支承处没有竖向 位移，故变形后板弯曲成碟形。 无梁楼盖是四角支承的双向板，与柱构成板柱
（+）
#—薄壁盒高度；
!—薄壁盒矢高；
’—薄壁盒底至板底的距离；
)—盒顶半宽度与盒底半宽度的差值。
考虑到计算程序建模的方便，可把变截面等
代梁按抗弯刚度相等的原理等效成等截面的等代
梁，计算公式如下：
式中
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（.）
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现浇混凝土无柱帽空心无梁楼盖是在传统的 无梁楼盖基础上发展起来的，具有净空高、平面分 隔灵活、美观、自重小、隔音好等优点，已在我国商 场、住宅、多层工业厂房、仓库等许多工程中得到 了广泛应用。本文结合南京东苑大厦，讨论这种 楼盖设计与施工中的一些问题。
一、填充构件的型式及布置 "? 填充构件的型式 无梁楼盖中的空腔是由填充构件形成的，采 用圆管作为填充构件有以下主要问题： （"）孔道是单向的，垂直于孔道的楼板截面有 圆孔，而平行于孔道的楼板截面其空洞却是扁长 的矩形，且孔高随截面位置而改变。这样，就使得 空心楼板在两个方向的受弯性能不同，不符合无 梁楼盖双向受弯，且双向受弯能力大致相同的基 本品性。 （!）空心率比较低。当板厚为 !@#AA、!:#AA 时，空 心 楼 板 部 分 的 空 心 率 分 别 为 BB?@!C、 !@ ? @! C 。如果计及柱轴线两侧实心板部分和每段 0E-%>;F 0万GH方6%数G6据H-0 8&?! !##!
) ’ %/00，’ ’ */00，由以上各式可求得 "#$ $ $ 1 ,,& 2 $/3&0&，"#% $ $ 1 /*+ 2 $/3&0& "# $（ "#$ % "#%）4 % $ $ 1 !,$ 2 $/3&0& "+$ $ $ 1 !$% 2 $/3%0&，"+% $ $ 1 $+% 2 $/3%0&
"+，*, $ $ 1 %/, 2 $/3%0& !1 水平力作用下的结构计算
东苑大厦是板柱—筒体结构，地震设防烈度
为 - 度。按新修订的《建筑结构抗震设计规范》
（23*//$$4%//$）的 规 定，筒 体 承 担 结 构 的 全 部 水
平地震作用，同时各层板柱按承担各层水平地震
作用的 %/5 进行设计。目前水平力作用下等代
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"#%—盒 子 边 缘 处 空 腔 截 面 对 矩 形 截 面 实
心板形心处所产生的惯性矩，
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0+% ； 0+$
/-
$
0-% ； 0-$
（$%）
式中
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$
"+% 0+$； "+$ 0+%
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$
"-% 0-$ "-$ 0-%
（$!）
"+，*,、"-，*,— +、- 方向等效成等截面的等
代梁截面惯性矩；
"+$、"-$、"+%、"-%—意义同前； 0+$、0+%—$ 个区 格 内 + 向 柱 边 一 端 的 实心 板 的 长 度 与 跨 中 空 心 板
&+ 薄壁盒的平面布置 无梁楼盖的板厚既要满足竖向荷载下挠度的 要 求，也 要 满 足 水 平 力 作 用 下 侧 向 刚 度 的 要 求。 一般情况下，板厚可取为（( . &) / ( . !&）!，! 为板区 格的 长 跨。南 京 东 苑 大 厦 的 区 格 为 )(##$$ % )###$$，商 场 部 分 楼 盖 因 荷 载 大 些，板 厚 取 为 &’#$$；住宅部分板厚 &-#$$。另外，在楼盖的四 周设 置 边 梁，考 虑 到 建 筑 要 求，边 梁 截 面 取 为 -##$$ % ’##$$。 薄壁盒布置在每一板区格的中部，盒间最小 净距为 (##$$，以形成纵、横肋。板区格的四周为 实心板，自柱中心线算起，其宽度为 "# $ & 0 (+ *1， "# 为柱宽，% 为板厚。图 & 给出了南京东苑大厦 中的一个板区格内的薄壁盒平面布置图。
图 " 薄壁盒外观图（单位：AA）
时盒子被踩坏，同时形成双曲穹顶，避免楼板面的 局部弯曲；盒身平面为方形，顶部 :##AA D :##AA，
盒底 !"#$$ % !"#$$，呈棱台形，以方便运输和浇捣 盒底混凝土。板厚 &’#$$ 时，盒高 ()#$$，空心率 !*+(),；板 厚 &-#$$ 时，盒 高 (*#$$，空 心 率 !& + !*, 。施工中 可 以 在 薄 壁 盒 顶 放 置 混 凝 土 垫 块，防止板顶钢筋因踩压而发生变形。
管端的肋，则整个楼盖的空心率仅为 !#C左右。 （B）施工过程中，由于板顶钢筋容易被踩压变
形，因而必须在肋间设置门型钢筋或钢筋网片来 加强，使得工程费用和施工难度增加。
为了克服上述问题，在南京东苑大厦工程中， 采用了薄壁盒作为填充构件，见图 "。薄壁盒由 廉价的麦杆板制成，盒顶为双曲扁壳，以防止施工
现浇混凝土无柱帽空心无梁楼盖的设计与施工
高仲学 程文氵襄
（东南大学土木工程学院 南京 !"##"$） （%&’’()( &* %+,+’ -.)+.((/+.)，0&123(452 6.+,(/5+27 84.9+.) !"##"$）
陈德文 徐 澄
（南京市民用建筑设计院 !"###:） （84.9+.) %+,+’ ;/<3+2(<21/( =(5+). >.52+212( !"###:）
的源自文库度；
0-$、0-%—$ 个区 格 内 - 向 柱 边 一 端 的 实心板 的 长 度 与 跨 中 空 心 板
的长度。
以东苑 大 厦 的 中 间 区 格 为 例，0+ ’ +$//00， 0- ’ +///00，0+$’$$//00，0- ’ *.//00，( ’ %-/00，
# ’ $+/00， ! ’ !/00， & ’ &//00， 1 ’ $//00，