轻质材料芯模混凝土密肋楼板讲解

轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板项目介绍
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一 立项背景
1.1 密肋楼板的简介
现浇混凝土密肋楼板，是由薄板和间距较小的单向或双向肋形 成的大跨度单向或双向楼板，其原理类似一块平板，采用较大间距 的双向钢筋网，将其间区格部分的、处在受拉区的混凝土挖掉，所 余部分以T形梁机理承受竖向荷载，受力更合理，减轻了自重，更 节省材料，跨高比还可做得更大。与传统现浇平板相比，具有刚度 大、整体性好等优点，技术经济效果显著。
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4.1 轻质材料芯模混凝土叠合密 肋楼板的结构性能
⑷ 密肋楼板在整个受力过程中实测挠度较小，随着试验加载， 实测挠度由计算挠度的11％逐渐增大到计算挠度的30％左右， 并在试件破坏后的14小时45分钟内，实测挠度占理论挠度的比 值才由30.0%逐渐增加到87.8%。 综上所述，密肋楼板具有较好的结构性能。
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三 主要技术内容及创新点
3.1 技术方案和实施步骤
⑴ 按肋梁楼盖的计算理论对板厚160mm、不同跨度、不同支承条 件的轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板分别进行了计算分析，在 此基础上选定试件尺寸，进行试件设计，对设计方法进行验证和 修正。设计时，首先用中国建筑科学研究院PKPM工程部有限元 分析软件SATWE对试件进行计算分析，并用常用的简化方法对 密肋楼板主肋承载力计算结果进行校核，校核时将主肋按第一类 T形截面混凝土受弯构件进行分析。
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3.1 技术方案和实施步骤
⑷ 对采用轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板技术的建筑物和采用现 浇平板的建筑物的结构性能和经济性能进行比较分析。对一栋多层 建筑物，分别采用轻质材料芯模叠合密肋楼板和普通现浇平板，分 别进行结构计算分析和结构设计，并分别绘制结构施工图纸，分别 进行施工预算，对二者的结构性能和经济性能进行全面比较和分析 。 通过对轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板的施工工艺和计算 理论进行试验验证，对采用该技术的建筑物的结构性能和经济性能 进行比较分析，为发展和推广这种密肋楼板提供经济技术依据，以 便在国内推广这种楼板体系。
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1.5 项目研究内容
⑴ 对不同跨度、不同支承条件构件分别进行计算分析，选 定试件尺寸，进行试件设计；
⑵ 按预先确定的施工工艺对试件进行施工成型； ⑶ 对成型后的试件进行了静力试验； ⑷ 对采用该技术的建筑物的结构性能和经济性能进行比较 分析。 ⑸ 进行示范建筑设计与施工。 通过以上实验研究，为发展和推广这种密肋楼板提供经济 技术依据，以便在国内推广这种楼板体系。
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2.4 荷载效应减小
1 建筑物自重减小会使结构竖向荷载减小，则竖向荷载作用下建 筑物各结构构件的荷载效应（包括内力、变形等）减小。 2 建筑物自重减小会使结构在地震作用下，地震力减小，相应会 使建筑物在地震荷载作用下的效应（包括内力、变形等）减小。
“轻质材料芯模混凝土叠 合密肋楼板” 项目介绍
陕西省建筑科学研究院 2011年9月12日
主要内容
一 立项背景 二 总体思路 三 主要技术内容及创新点 四 主要技术经济指标的先进性 五 知识产权情况 六 应用推广和经济效益情况 七 市场竞争力情况 八 科技成果鉴定结论 九 附图、附照
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规程和标准设计图集等提供技术依据。
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二 总体思路
2.1 其他类型的密肋楼板的缺点
利用各种材料模壳作为模板形成的现浇密肋楼板，存在底面 不平整、模板量大、支模与拆模工艺复杂、模板成本高、施工工期 长、保温与隔声效果差等缺点；利用加气混凝土砌块、或陶粒混凝 土空心砌块、或钢筋混凝土空腔模壳等作为模板形成的密肋楼板， 底面平整，但由于使用的填充块材料自重大，与需拆除重复使用的 模壳的密肋楼板相比，密肋楼板的自重有所增加。
⑶ 采用SATWE软件对采用轻质材料芯模的混凝土结构进行结构分析. ⑷ 对采用轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板技术的建筑物和采用现
浇平板的建筑物的结构性能和经济性能进行比较分析。
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四 主要技术经济指标的先 进性
4.1 轻质材料芯模混凝土叠合密 肋楼板的结构性能
⑴ 密肋楼板从开始加载到破坏的过程，表现出较好的延性特征； ⑵ 密肋楼板的极限荷载实测值为13.754kN/m2（含自重），为承
载力极限状态设计荷载值的2.392倍，有较高的承载力储备。
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4.1 轻质材料芯模混凝土叠合密 肋楼板的结构性能
⑶ 密肋楼板从出现宽度为0.05mm的裂缝开始，裂缝数量有所增 多，但裂缝宽度一直没有变化，直到达到破坏荷载 (13.754kN/m2)时才突然发展为0.45mm，并在下一级荷载下发 展到1.50mm宽（构件破坏）；密肋楼板主肋裂缝在腹板下部宽 度最大，表现出T形梁的特征。
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1.4 项目研究的背景
近百年来，建筑行业技术进步的一个关键主题是，如何在保 持或提高结构性能（包括强度、刚度和稳定性等）的前提下减轻 结构自重，实现结构轻型化，减小结构荷载和荷载效应，以实现 节约材料、降低结构造价的目的。这种趋势还将一直保持下去。
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1.4 项目研究的背景
未来15年内，我国城镇新建建筑面积将达到100～150亿m2， 而建筑物消耗全社会30%～40%的能源和材料，同时对环境也产 生很大影响。
通过技术进步降低成本、提高效益并实现建筑的可持续性 能，具有重大的现实意义。现阶段，我国产业实现技术进步的必 由之路，是遵循市场导向的技术开发原则，持续不断地进行技术 改进（包括技术创造、技术引进、技术更新等），即通过实验室 持续不断地将知识转变为技术，进而实现技术的产业化。
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1.4 项目研究的背景
目前国内未见“轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板技术” 的相关报道，未建立与之相应的设计和施工规范（或规程）， 设计和施工均无章可循。
综上所述，对“轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板”项目 进行研究，为发展和推广这种密肋楼板提供经济技术依据，进 而在国内推广这种楼板体系，具有重大的现实意义。
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2.5 结构构件截面和配筋减小
建筑物荷载效应（包括内力和变形等）减小，会使同样建筑 高度和平面面积的建筑物，其结构构件（如梁、柱、墙、基础等 ）的截面和配筋减小。
2.6 地基的处理更容易
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1.6 项目研究的目的
1 按相关现行国家规范，选定的设计方法，进行设计，并根据试 验结果，对设计方法进行验证和修正。
2 对施工工艺进行实践检验 3 检验轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板的可靠度 4 对采用该技术的建筑物的结构性能和经济性能进行比较分析。 5 在完成以上工作的情况下，为编制项目成果产业化所需的技术
（2）国外密肋楼板（楼盖）的研究应用起步较早，英国自20 世纪70年代起，已在大空间和较大跨度的公共建筑中广泛采用聚 丙烯塑料模壳和玻璃钢模壳现浇双向密肋楼盖；瑞典在较大跨度 的楼盖中广泛采用玻璃钢模壳双向密肋楼盖。
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（3）采用轻质材料填充块形成的单向（或双向）密肋楼板， 在西欧和南美的巴西等国家均有广泛的应用。所采用的填充块 有加气混凝土砌块、烧结粘土空心砖、聚苯乙烯泡沫块等材料。 这种密肋楼板均是用预制肋形构件和填充块形成底模，上部浇 筑混凝土后形成密肋楼板。
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1.3 轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼 板简介
轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板，是采用桁架式预制构件和轻 质材料芯模作为底模，叠合层钢筋绑扎和混凝土浇筑后，形成现浇 密肋楼板。
支撑拆除后，施工阶段作为底模一部分的预制主肋成为现浇密 肋楼板的一部分，轻质材料芯模也永久性地内嵌于平板与纵横肋之 间，起到保温、隔热、隔声的作用。也就是说，轻质材料芯模混凝 土叠合密肋楼板，具有普通现浇密肋楼板节省材料和自重小的优点， 同时克服了普通现浇密肋楼板模板量大、支模与拆模工艺复杂、模 板成本高、施工周期长、保温与隔声效果差等缺点。
经测算，相对于普遍使用的现浇混凝土平板而言，轻质材料 芯模混凝土叠合密肋楼板自重降低幅度可达50%以上。
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2.3 建筑物轻型化
对于混凝土框架结构建筑而言，楼板自重占建筑物自重在30% ～40%左右，所以楼板自重减轻，会使为支撑和传递楼板荷载的梁 、柱和基础截面减小，自重降低，进而使整栋建筑物的自重减小， 亦即实现了建筑物的轻型化。
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1.2 国内外密肋楼板研究现状
目前国内密肋楼板和密肋楼盖均有一定程度的应用，形成密 肋楼板（或楼盖）的模板有塑料模壳和一次性填充块等。
（1）以填充块、填充管材形成空心密肋楼盖。其特点是需支设 底部模板，填充块置于混凝土结构中主要是为了形成空腔以减小 自重。
⑶ 对成型后的试件进行了静力加载试验，检验轻质材料芯模混凝土 叠合密肋楼板的可靠度。在静力均布荷载作用下，通过测试与构 件性能有关的各种参数（跨中挠度、应变、裂缝等），从强度、 刚度、抗裂性以及构件的破坏形态等方面来检验构件的实际工作 性能、承载能力和相应的可靠度，以验证“轻质材料芯模混凝土 叠合密肋楼板”结构设计理论和方法。
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2.7 建筑物造价大幅降低
建筑物结构构件（如梁、柱、墙、基础等）的截面和配 筋减小，建筑物地基处理更容易更经济，最终使整栋建筑物 的造价大幅降低。
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2.8 保温节能、节材、隔声功能
轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板施工完成支撑拆除后， 施工阶段作为底模一部分的预制主肋成为现浇密肋楼板的一部 分，轻质材料芯模也永久性地内嵌于平板与纵横肋之间，起到 保温、隔热、隔声的作用。亦即轻质材料芯模混凝土叠合密肋 楼板不但自重小，而且具有节省模板材料、不需拆模、节省劳 动量、施工周期短、具有保温与隔声功能等特点。
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3.1 技术方案和实施步骤
⑵ 按预先确定的施工工艺对试件进行施工成型，对施工工艺进行实 践检验。试件的施工制作分为以下几个阶段：芯模设计与生产； 主肋预制部分施工和框架梁柱施工；现场密肋楼板施工；楼板底 面粉刷。本次试验拟对这种施工工艺进行实际检验。
轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板，具有良好的结构性能， 可减轻结构自重、降低结构造价，具有较好的经济效益。轻质材 料芯模混凝土叠合密肋楼板技术的研究与应用，就是通过提升技 术水平和科技含量，实现建筑的轻型化，符合我国建筑业的产业 结构调整方向，有利于我国建筑业健康、可持续向前发展。
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3.2技术开发过程中攻克的关键技术
⑴ 设计了轻质材料芯模的结构、构造，选择了材料，并设计了生产 芯模的金属模具。轻质材料芯模应具有一定的强度和刚度，满足施 工期间荷载的要求。
⑵ 设计了钢筋桁架式肋形预制构件。具有一定的强度和刚度，应满 足施工期间的强度和刚度要求。芯模和桁架式预制构件形成模板体 系。
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2.2 轻质材料芯模混凝土叠合密 肋楼板的特点
轻质材料芯模混凝土叠合密肋楼板，通过轻质材料芯模和主 肋预制件形成楼板底模，上部钢筋安装后浇筑混凝土形成密肋楼板 ，相当于去掉了大部分处在受拉区的混凝土，所余部分以T形梁机 理承受竖向荷载，受力更合理，大幅减轻了楼板自重，节省了模板 、钢筋和混凝土等材料。