地下室空心楼盖结构设计要点分析

地下室空心楼盖结构设计要点分析

李铁成

广东省东莞市鼎峰地产集团有限公司52000

摘要：结合某地下室工程实例，从空心楼盖工程的技术特点出发，对地下室空心楼盖结构设计要点进行分析与阐述。文章旨在与同行共同交流、互相学习。

关键词：空心楼盖；地下室工程；结构设计；要点

引言：楼盖体系作为建筑结构的重要组成部分，选择合适的楼盖体系不仅能改善整个建筑结构的力学性能，而且能有效降低工程的造价。随着当前新型建筑材料的不断涌现及施工技术的日益成熟，现浇混凝土空心楼板也逐渐出现在工程实际应用中。本文工程实例中，空心楼板是采用轻质填充材料作为内模，并填埋于混凝土楼板内所形成的楼板，其轻质填充材料在施工过程中可起到内模板的作用，在施工结束后还可留在楼板内与钢筋混凝土楼板结构组成空腹楼板，从而使整个楼板具有更好的受力性能和更长的耐火极限，而且还能极大提高楼板在隔音、隔热、减振和节能等方面的环保性能。

一、空心楼盖工程的技术特点

空心楼盖工程继承了预制空心板和现浇板无梁楼盖的优点，克服了传统楼盖体系中的不足，具有以下新的技术特点。

（1）自重轻、材料省。空心楼盖体系可广泛应用于各种跨度和各种荷载的建筑当中，尤其适用于大跨度、大荷载、大空间的多层和高层工业及民用建筑。

（2）整体性能好，美观。空心楼盖结构板底和楼面非常平整，有利于对空间进行灵活隔断，适合于大开间的布置，空间开阔美观，有利于室内的通风与采光。而且管线的安装也较为顺直，有利于水平管线的铺装，并极大地减少了接头的数量。

（3）综合造价低。在建筑层内净高度不变的情况下，可相应降低建筑层高0.3-0.7m，可减少各类围护结构、内外墙装饰、电梯、竖向水电管线的费用，综合造价得到明显降低。

（4）加快施工速度。平模施工简便、施工速度快，且由于无需梁的支撑工序，施工工期可缩短10%以上。同时，由于减少了模板的损耗，也使施工承包得到明显的降低。

（5）性能优异。由于楼盖为封闭式空腔，因此提高了建筑隔热、隔声的效果，且有利于节能、降噪。由于对于降低撞击噪声非常明显，同时空心楼盖工程中楼面的刚度大、变形小，因此工程的抗震性能非常优异。

二、工程实例

1、工程自然条件

该工程位于河源市新市区长安街与文汇路交汇之东北角，北邻文福花园、金逢美域小区，南、西靠长安街、文昌路，交通便利，地理位置优越，地下室2层均为车库。该工程结构类型为框架结构，框架抗震等级为四级，抗震设防类别为丙类；工程地基基础设计等级为乙级，基础类型采用的是独立基础，地基持力层为中风化砂砾岩；建筑耐火等级为一级，相应各类主要的耐火极限及所要求的结构厚度、截面最小尺寸和保护层最小厚度均应符合《建筑设计防火规范》（GB50016—2006）中的要求。该工程场地内的地质报告，由素填土层、含砂砾粉质黏土、砾质黏土层、全风化砂砾层、强风化砂砾层和中风化砂砾层组成。

2、空心楼盖体系

该工程中设计的现浇空心楼板采用的是住房和城乡建设部重点推广的“现浇混凝土空心楼盖结构技术”，设计中采用的芯模均由颁有专利证书的生产厂家生产，工程中所用箱体芯模标准（长×宽×高）负一层为：800mm×800mm×220mm、800mm×600mm×220mm，800mm×400mm×220mm和400mm×400mm×220mm4种；地下室顶板为800mm×800mm×280，800×600mm×280mm，800mm×400mm×280mm和400mm×400mm×280mm4种。现浇混凝土空心楼盖结构均在设计院及芯模生产厂家的指导下施工、验收。楼板单位面积内模重量的限值为0.05kN/m2，内模48h浸泡后局部抗压荷载应≥2.0kN。

三、地下室空心楼盖工程结构设计要点

1、内力分析

根据空心楼盖的受力特点，楼板内力分析方法主要有：拟梁法和等代框架法这两种方法。其中，拟梁法是需要同时考虑空心楼板两个计算方向，楼板在两个方向的弹性刚度的差异容易给计算结果带来一定的影响；等代框架法则是按照楼板两个方向分别进行计算，且两个计算方向上都考虑了全部荷载作用。在该工程中，对空心楼盖的内力分析采用了等代框架法，可将现浇混凝土空心板在受力方向上折算为“Ⅰ”字肋梁，进行几何特征的分析与计算。其计算分析的步骤如下。首先根据面积相等、惯性矩相等的原则，将空心楼板折算为“Ⅰ”字形截面；然后计算“Ⅰ”字形截面面积和惯性矩；最后将“Ⅰ”字形截面换算为1m宽度的板带，计算板的空心率，要求板的空心率应在30%~55%之间。

2、承载力计算

对现浇混凝土空心楼盖结构各类构件的材料选用和承载力计算，均应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）中的要求。空心楼板在利用上述方法进行内力分析以后，应取空心楼板的实际截面值进行承载力的计算。楼板的受弯承载力的计算应综合等面积、等惯性矩、等高、等宽的“Ⅰ”字形截面进行考虑，并根据工程中混凝土受压区的高度具体划分为一类或两类“Ⅰ”字形截面，工程中混凝土的受压区高度不宜高过受压区最小翼缘的厚度值。在对工程中受弯、受剪承载力计算时，由于不同方向受力的差异会对计算结果有较大的影响。因此，要求在进行受弯承载力计算时，楼板横管方向的混凝土受压区高度与最大配筋率应严格按照规范要求进行；在进行受剪承载力计算时，要求楼板横管方向单位宽度楼板的受剪承载力，应当控制为竖管方向的1/2左右。

3、配筋布置与计算

现浇混凝土空心楼板中钢筋的布置应符合下列的规定：

（1）板采用双层双向配筋，且应满足最小配筋率，跨中的板底钢筋应全部伸入支座，支座板面钢筋向跨内延伸的长度应覆盖负弯矩图并满足锚固的要求。楼板中纵向受力方向可分区均匀布置，也可在肋宽范围内适当集中布置，在整个楼板范围内钢筋间距不宜大于200mm。

（2）在该工程中采用的是箱体内模，要求其纵向受力钢筋和箱体的净距不得小于10mm，并在肋宽范围内应布置箍筋或拉筋。

（3）配筋计算

工程中在进行配筋计算时，通常是模拟成等厚板进行单向受力或双向受力的计算。要求空心楼板的最小配筋率应满足《现浇混凝土空心楼盖技术规程》（JGJ/T268—2012）第7.1.9条的最小折算配筋率。

四、空心楼板总体构造要求

该工程中，空心楼板构造的总体要求主要包括以下几点：

（1）现浇混凝土空心楼板的体积空心率不宜低于30%，也不宜大于50%。

（2）由于工程中采用的是箱体内模，现浇混凝土空心楼板的截面尺寸应根据计算确定，并符合下列的规定：楼板厚度不宜小于250mm；箱体间肋宽与箱体高度的比值不宜小于0.25，肋宽尺寸不应小于60mm；板顶厚度、板底厚度不宜小于50mm，且板顶厚度不宜小于箱体底面边长的1/15。

（3）板面钢筋在边支座的锚固，应符合《混凝土结构设计规范》中对受拉钢筋锚固的规定；如无特殊要求的板底钢筋在边支座的锚固长度不得低于150mm；边支座的锚固长度则应从边梁内部开始计算。

（4）空心楼板的纵向受力钢筋的最小配筋率，以及温度收缩钢筋配筋构造应符合相关国家规程的要求，在配筋计算时，楼板截面面积应当按照楼板的实际截面进行计算。

五、结语

将现浇混凝土空心楼盖这一新型、有效的结构概念引入到现代化建筑施工中，不仅打破了传统建筑的结构模式，使建筑在力学性能上更加合理，实现了大开间和灵活隔断的结构体系，而且能降低综合造价，提高技术性能。本文结合某地下室空心楼盖工程为例，主要就楼盖工程的技术特点、结构设计要点等方面进行了重点的分析与阐述，以此希望能为类似空心楼盖工程的实际施工建设提供一定的借鉴与帮助。

参考文献：

[1]邱则有.现浇混凝土空心楼盖[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

[2]朱聘儒.双向板无梁楼盖[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[3]陆大新.现浇混凝土空心无梁楼盖新技术及应用[J].安徽建筑，2002（1）：36-37.

[4]JGJ/T268—2012现浇混凝土空心楼盖技术规程[S].

[5]GB50010—2010混凝土结构设计规范[S]