现浇混凝土空心楼板结构优缺点及若干问题探讨

1 现浇混凝土空心楼板概况 随着建筑物使用功能日益提高的需求 ,要求大跨度 、大荷
载 、大开间 、隔墙可以任意分隔结构体系 ,现浇空心楼板结构 在这种背景下诞生 。它是通过在板内形成永久性孔芯 ,获得 较大的空心率以减轻结构自重 ,代替了传统的普通钢筋混凝 土梁板结构体系 ,已经在实际工程中得到广泛应用 ,尤其是公 共建筑 、商业建筑 、工业建筑 ,获得较好的经济性和良好的使 用功能 。
(2) 板的冲切 对无梁的柱支承楼板结构 ,应在柱周边设置楼板实心区 , 其实心区外边缘至柱边距离应 > = 1. 5hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ,配筋应根据受冲切 承载力计算确定 。当冲切应力 > 0. 7ft 时 ,目前通常采用箍筋 来承担剪力 ,跨越裂缝的竖向钢筋 (箍筋的竖向肢) 能阻止裂 缝的开展 ,但是 ,当竖向筋有滑动时 ,效果立即降低 ,一般的箍 筋 ,由于竖肢的上下端均为圆弧 ,在竖肢受力较大接近屈服 时 ,皆有滑动发生 ,因此用箍筋抵抗冲剪的效果不是很好 。在 无梁的柱支承楼板结构中 ,通常无设置柱帽 ,柱周围的板厚不 厚 ,再加上板的双向配筋使板的有效高度 ho 减少 ,箍筋的竖 向肢常较短 ,因此 ,少量的滑动也能使应变减少很多 ,所以箍 筋竖肢的应力将不能达到屈服 ,基于这个原因 ,加拿大规范 (CSA - A23. 3 - 94) 规定 ,只有当板厚度不小于 300mm 时 , 才允许采用箍筋 ;美国 ACI 规范要求在箍筋转角配置较粗的 水平筋以协助固定箍筋竖肢 。以上可在实际工程设计中给与 参考 。 6 结束语 随着设计理论 、施工工艺研究的不断深化及经验不断得 到积累 ,对解决楼板内管线布置和施工工艺流程也提出了更 可行的措施 ,技术优势的被广泛认知 ,此项技术的应用会有更 美好的前景 。 参考文献 [ 1《] 高层建筑混凝土结构技术规程》J GJ 3 - 2002 ,中国建筑工业出版 社 [ 2《] 混凝土结构设计规范》GB50010 - 2002 ,中国建筑工业出版社 [ 3《] 建筑抗震设计规范》GB50011 - 2001 ,中国建筑工业出版社 [ 4《] 现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》CECS 175 : 2004 ,中国计划 出版社 [ 5 ]高仲学《无柱帽混凝土空心无梁楼盖的设计与研究》[J ] ,工业建筑 2003 年 (2) [ 6 ]杨金明《对新规范条文的理解及施工图常见问题的看法》[J ] ,建筑 科学 V01. 19. No . 1 Feb. 2003
Abstract : The paper int roduces current stat us , technology advantages of cast - in - sit u concrete hollow floor st ruct ure. At t he same time , t he aut hor gives so me opinio ns o n t he maximum height , calculatio n and st ruct ure measures. Key words : co ncrete hollow floor ; advantages and disadvantages ; suitable height ; calculation ; st ruct ure measures
■建筑结构
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(2) 在多区格楼板内拟梁宜连续 ,在实际的计算过程中 , 设计人员一般按照均分的原则布置虚拟次梁 ,当相邻的两块 板大小不同时 ,在框架梁两侧的虚拟次梁相交不在同一点上 , 造成虚拟次梁的不连续 ,如图 1 所示 。
图 1 虚拟次梁不连续 此时程序把框架梁和虚拟次梁的相交的部位分别按铰接 处理 ,这种算法是不正确的 。应该通过调整虚拟次梁的间距 及根数 ,使相邻跨之间的虚拟次梁是连续的 ,如图 2 所示 。
生相应的变化 ,因此柱配筋也会有所调整 。 5 现浇空心楼板结构构造 (1) 板配筋形式 很多结构工程师把现浇空心楼板当成类似于密肋楼板体
系来考虑的 ,强调肋的作用 (把肋当作一根根小梁) ,所以在配 置板钢筋时 ,肋内一定要有通长钢筋 ,这样钢筋是固定的 ,只 能通过选取不同的钢筋直径来满足所需的计算配筋值 ,造成 较大浪费 ;目前通过很多的试验证明 ,现浇空心楼板的实际受 力状况更接近普通板的形式 ,建议采用普通板的配筋适当考 虑肋的因素即可 ,不必过分强调肋 ,不必要求每个肋内一定设 置通长钢筋 ,这样可以通过调整钢筋间距来配置计算配筋值 , 避免浪费 。但由于空心板比较厚 ,现在的施工工艺通常采用 商品混凝土 ,收缩性较大 ,宜在区格板的板面设置双向通长钢 筋《; 技术规程》中也明确只有边承板的内力分析可以按深性 板考虑 。
2 现浇混凝土空心楼板技术优缺点 (1) 优点 :特别适用于大跨度 、大荷载和大空间的多层和 高层建筑 ,经济跨度在 8 米 < = L < = 12 米 ,预应力在 12 米 < = L < = 25 米 ;降低结构梁高 300mm 左右 ,梁高通常取跨 度 1/ 16～1/ 25 ,净高不变时 ,可降低建筑层高 ,综合造价降 低 ,若层高不变时 ,相应提高的使用空间 ,特别是在地下室中 降低层高后 ,对土方开挖量 、边坡基坑支护 、地下室外墙配筋 、 地下室底板配筋 、防水抗渗等级变化等节约费用十分明显 ;隔 墙可以任意布置分隔 ,适合随时变更空间间隔的公共建筑 ,尤 其是商业项目 ,可先施工 ,然后根商业要求布置分隔墙 ;房间 无次梁或无主次梁 ,板底平整 ,方便设备安装 ,尤其是在有自 动喷淋消防系统中 ,可节约水电设施费 ;板厚通常为 1/ 30～ 1/ 35 短向跨度 ,楼面刚度大 ; 由于内部空腔气体处于一个封 闭的空间 ,气体不产生对流 ,使隔热 、保温性能得到显著提高 , 降低了空调能耗 ,建筑节能效果显著 ;隔音效果好 ,空心楼板 的封闭空腔结构大大减少了楼层间噪音的传递 ;空心楼板大 面积是平模 ,施工速度快 ,节约了模板 ,降低施工成本 ,缩短施 工工期 ,缩短投资回收期 。 (2) 缺点 :市场中 ,产品多样 ,无统一标准化 ,相当多产品 属于专利 ,导致 ,想采用时 ,必须根据产品来设计施工图 ,发包 时 ,在成本控制上造成一定程度的壁垒 ;因为无统一的标准 化 ,各厂家生产各厂家的标准产品 ,只能订单生产 ,导致 ,订货 周期长 。
收稿日期 :2008 —06 —25
3 现浇无梁空心楼板的最大适用高度 (1) 在现浇无梁空心楼板技术的推广过程中 ,一个最大的 障碍就是板柱结构或板柱剪力墙结构的最大适用高度的问 题 ,按新的《高层建筑混凝土结构技术规程》J GJ 3 - 2002 (以下 简称《高规》) ,板柱结构在抗震区是不适用的 ,而板柱抗震墙 结构的最大适用高度也受到很大限制 。对规范的理解还存在 着一些争议 。 (2) 新《高规》和《建筑抗震设计规范》GB50011 - 2001 (以 下简称《抗震规范》) ,对各种结构体系的房屋 ,都提出了“适用 最大高度”这么一个概念 ,但并不是“限制高度”。它的含义 是 :在使用该规范设计 ,并遵守规范的计算和构造的一系列要 求 ,各种结构在各设防烈度 ,该规范的适用高度是多少米 。如 果采取更严格的计算和构造措施 ,并经过规定的审查 ,只要符 合要求 ,是可以超过《抗震规范》表 6. 1. 1 的高度 。这个思路 的提出也可以在《高规》中得到反映 :在新的《高规》中 ,有两种 “最大适用高度”,A 级和 B 级 ,其 A 级的适用高度 ,与抗震规 范完全相同 ,B 级则比 A 级提高不少 ,其依据就是在计算和 构造方面的要求比 A 级要更严格 ,因此 ,在“适用最大高度” 方面可以进一步放宽 ,并无“限高”之说 。 4 现浇空心楼板结构计算 《现浇混凝土空心楼板结构技术规程》( CECS175 : 2004) 的执行 ,给设计师提供了计算的理论依据 ,其中对于现浇混凝 土空心无梁楼板的计算 ,提供了三种方法 :拟梁法 、直接设计 法 、等代框架法 ,直接设计法只能考虑承受竖向荷载的情况 , 而等代框架法在竖向荷载及水平荷载作用下的荷载取值及等 代框架梁的宽度都有所差别 ,在计算机应用方面还不是很成 熟 ,设计单位目前还是普遍采用拟梁法进行计算 ,这是一种对 结构受力近似模拟的计算模型 ,在实际操作过程中 ,应注意以 下几点 : (1) 板柱抗震墙结构的弹性层间位移角限值[θ]应控制在 1/ 800 之内 ,当房屋高度超过《抗震规范》表 6. 1. 1 之规定值 时 ,其楼层最大弹性位移角限值应从严 ,建议提高至 1/ 1000 或以上 。
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现浇混凝土空心楼板结构优缺点及若干问题探讨
邹加彬 (宝龙集团发展有限公司 厦门 361012 )
[ 提 要 ] 本文介绍了现浇空心楼板结构应用现状 、技术优点 ,并对适用的最大高度 、计算 、构造措施等提出意见和建议 。 [ 关键词 ] 空心楼板 技术优缺点 适用高度 计算 构造
图 2 虚拟次梁连续 (3) 无论是边支承板还是柱支承板 ,在计算过程中 ,都应 该注意板的混凝土受压区高度 ,宜控制在翼缘高度范围内 ,当 不满足时应加大翼缘的厚度 。 (4) 对于板柱结构及板柱抗震墙结构而言 ,板柱结点是结 构的薄弱部位 ,楼层竖向荷载及地震作用产生的不平衡弯矩 由板柱结点传递 ,其抗震性能也不如有梁的梁柱结点 ,因此楼 板在柱周边临界截面的冲切应力 ,宜控制在较低水平 ,建议不 宜超过 0. 7ft 的 75 %。 (5) 沿两个主轴方向通过柱截面的板底连续钢筋的总截 面面积 ,应符合《抗震规范》第 6. 6. 9 条的要求 。 (6) 板最小配筋率的问题 :最小配筋率的确定原则就是保 证所配最小量的钢筋能平稳的接过开裂前由混凝土受拉区承 担的全部拉力 ,避免出现“一裂即坏”的脆性破坏 《, 混凝土结 构设计规范》GB50010 - 2002 之表 9. 5. 1 中规定 :受弯构件 , 大偏心受拉构件的一侧受拉钢筋的配筋率应按全截面面积扣 除受压翼缘面积后的截面面积计算 。鉴于受空心的影响 ,受 拉区混凝土开裂前的合拉力会相应降低 ,为安全起见 ,建议采 取板的折算厚度来计算板的最小配筋率 。 (7) 板面筋与底筋之间拉筋 (受力箍筋) 的配置 :当受剪承 载力符合《技术规程》5. 1. 5 条规定时 ,可不配置抗剪箍筋 ;在 实际的工程中 ,即使计算不需要配置抗剪箍筋 ,也应该在板面 筋和底筋间配置适量拉筋 ,作为面筋的支撑 。 (8) 柱钢筋的调整 :在实际设计过程中往往出现一种现 象 ,首先按普通井字楼板完成了结构的设计 ,后修改为空心无 梁楼板 ,当楼板荷载变化不大时 ,往往忽略了柱钢筋的变化 , 事实上即使楼板荷载变化不大 ,但由于无梁楼板的等代框架 梁的抗弯刚度和原设计中普通框架梁的抗弯刚度不同 ,其承 担的由水平荷载引起的内力也不同 ,柱承担的内力则也会产