地下室顶板空心楼盖结构设计的重点与难点

郭友

【摘要】本文以空心楼盖的设计原理及抗震为基础，着重分析了地下室结构设计中存在的问题，以实际为出发点对空心楼盖的施工要点及注意事项进行了探讨。

【关键词】地下室；空心楼盖；施工技术

一、前言

随着我国社会经济的发展，现浇混凝土空心楼盖的应用越来越广泛。无论是节能方面，还是结构受力方面，空心楼盖较其他传统的结构形式都有着很大的优越性。本文就地下室顶板空心楼盖结构设计的重点与难点进行分析。

二、空心楼盖的设计原理及抗震

空心楼盖，就是按照一定规则放置内膜后经浇筑混凝土而形成空腔的楼盖，由于内置模盒之间的空隙，板实际成为双向工字形肋梁受力，通过肋梁将面板上的荷载传递给主梁，然后再由梁传给柱。这样，板梁柱一起形成结构空间受力体系。而且由于空心楼盖顺筒方向刚度和垂直筒向刚度不一样，空心楼板呈现双向异性。具体空心楼盖的计算可以采用规范CECS175：2004《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》中建议的拟梁法，等代框架法，或者有限元分析。

对于空心楼盖，若不设框架梁，只设暗梁，则属于板柱结构，由于暗梁刚度小，有利于形成强柱弱梁，但是相对框架结构而言抗震性能较差，对于多层或者高层的建筑，可加适当剪力墙形成板柱剪力墙结构，根据抗规表，可应用于8度区，而对于地下室建筑，由于抗震要求低，采用无梁空心楼盖是没有问题的。

2、空心楼盖技术的优势

现浇空心楼盖是按一定规则放置埋入式内模后，经现场浇注混凝土而在楼板中形成含轻质实心块体或薄壁空心箱体的楼盖。

由于混凝土楼板中间部分混凝土被轻质实心块体或薄壁空心箱体取代，与等厚度实心楼盖相比楼板自重减轻了约40～50%。由于被取代的混凝土位于楼板中部，这部分混凝土对楼板抗弯没有贡献，所以空心楼盖与同厚度实心楼盖相比抗弯能力没有降低。虽然被取代的混凝土对抗剪、抗冲切有贡献，但楼板抗剪、抗冲切能力通常远远大于其受到的剪力、冲切力，再加上空心楼盖自重大幅减少，楼盖内剪力、冲切力也相应减少，所以空心楼盖抗剪、抗冲切能力仍然大于其受到的剪力、冲切力。空心楼盖受拉区混凝土减少，按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率增大，空心楼盖与同厚度实心楼盖相比裂缝较小。

与实心楼盖相比，同厚度空心楼盖仍能满足抗弯、抗剪、抗冲切及挠度、裂缝要求，由于楼盖自重减轻了约40～50%，梁板柱墙的内力减少，基础负荷减少，从而节省结构材料，降低工程造价。与梁-板体系相比，空心楼盖板底平整、美观，板下空间可灵活分割，可在层高不变的情况下增加空间净高，从而使用起来更舒适；或在净高不变的情况下降低层高，从而减少墙体材料，管线材料，装修材料，节省投资；墙体材料的减少还可减少结构负荷，建筑高度的降低也减少水平力产生的内力，进而降低工程造价。

三、空心楼盖施工方法

1、施工工艺流程：对拟建楼盖测量放线；安装楼盖模板；在模板上对框架主梁、柱帽、小密肋梁、内置模盒及预埋件安装位置定位划线；框架梁钢筋、柱帽钢筋、肋间钢筋以及板底钢筋的绑扎安装及验收；安装由专业厂家生产提供的合格模盒；模盒抗浮措施处理；模盒安装质量验收；板面钢筋的绑扎安装及验收；混凝土浇筑；混凝土养护以及模板拆除。

2、施工技术措施：

（一）、模板工程

必须根据楼盖的总厚度、暗梁的寬度与平面具体位置作恒载取值，进行竖向和侧向稳定计算和板面竖向支撑架抗冲切计算设计模板、龙骨与支撑。

按已经确定施工方案要求，总包负责底板支撑的搭设和模板的铺放和固定。钢筋混凝土梁、板的模板应按设计要求起拱，当设计无具体要求时，起拱高度宜为跨度的2/1000～3/1000。模板铺好后，在模板上按设计图纸要求弹线放样，标出肋梁与模盒之间的位置，方便钢筋的绑扎和定位。

（二）、钢筋工程

在铺设底面面板的钢筋前，肋梁区模板应该钻孔穿抗浮铁丝。对空心楼盖而言，施工质量的主要控制点是模盒的抗浮问题。那么根据模板上的放线，要合理布置内置模盒的抗浮控制点，根据不同的模盒形式，可随机处理，一般要确保空心板在浇注混凝土时模盒不能上浮。

一般先铺设底面板钢筋，然后再是肋梁的底筋。待安装完毕后，必须进行初步验收。并确定钢筋的垫块完整可靠后，方可进行铺设模盒的施工。在安放模盒之前可以先铺设架立钢筋，当架立钢筋与肋梁中的模盒位置发生冲突时应当截断，优先保证模盒的位置，可以将架立钢筋的端头绑扎在箍筋上。

（三）、模盒的安放

内置模盒被吊至安装楼层排放前，必须对其外观完好情况逐个检查。对有可能漏入混凝土物料者，均需进行封补、填塞后，方可使用。对板面钢筋安装之前损坏严重的内模，应予以更换；对板面钢筋安装之后损坏的内模，应采取有效的修补措施封堵。

一般情况下，模盒位置是严格要求放线的。按设计图纸的要求，将对应尺寸的模盒安放在肋梁之间。铺放轻质模盒时，应搭设施工马道，并且保证模盒上面不能堆放重物。空心楼盖的预留水电线管盒应尽量布置在肋梁位置。不能布置在肋梁内的预埋盒可在相应的地方放置模盒及配件，管线可以布置在肋梁内。

（四）、混凝土工程

应采用商品混凝土，混凝土中最大粒径小于25mm，当然15～20mm为最佳。浇筑混凝土时，先将混凝土浇至板厚1/4～1/3处，将振捣棒插入肋梁仔细振捣，不得漏震。确认振捣密实后，方可进行上层混凝土的浇筑。振捣棒宜采用小型插入振动器振捣，不得将振动器直接触压蜂巢芯进行振捣。泵送混凝土的泵管应尽可能的从宽扁梁上或框梁上架设，若确需从模盒顶面架设泵管，应在纵横向肋梁交叉处的混凝土泵管下垫放减震物，以减小泵管对盒芯的冲力。

四、空心楼盖的施工要点及注意事项

1、普通现浇钢筋混凝土空心楼盖的施工，不需预应力设备和技术。对钢筋和混凝土也无其他特殊的要求，只有芯筒、箱体是比较特殊的半成品材料。施工验收以及芯模质量检查可参照规范CECS175：2004《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》第七章施工及验收标准。

2、对空心楼盖而言，施工质量的主要控制点是模盒的抗浮问题。肋梁区模板应该钻孔穿抗浮铁丝。那么根据模板上的放线，要合理布置内置模盒的抗浮控制点，根据不同的模盒形式，可随机处理，一般要确保空心板在浇注混凝土时模盒不能上浮。

3、预埋水电线管及竖向穿板套管尽量布置在芯膜间的肋梁内，厚度以内的芯筒或箱体内。对局部管线密集、管径大的部位，应尽可能集中布置在同一箱模跨内，在此部分换用薄一规格的箱模或换用聚苯板代替。

4、混凝土浇筑时如何保证芯膜箱体下混凝土的密实也是施工质量控制的关键，振捣时，振捣棒不得振捣箱体，且要确保箱体底被充填饱满，浇筑时可以通过箱体中心的圆孔混凝土是否填满来观察箱体下部砼是否振捣密实。并利用圆孔在浇筑时，箱体下部混凝土排气。

五、结束语

总之，空心楼盖具有较好的抗震性能和良好的隔热、隔音以及保温等效果。是未来现浇混凝土楼板的发展方向，它会有比较广阔的应用前景，我们应严格把握设计要点，抓住设计重点，不断地进行探索和创新，有效地开发和利用地下空间，从而使建筑地下室设计工作发挥其最大的效益。

参考文献：

[1]徐焱，申民，沈凤云等《大跨度现浇空心板成孔施工》2014

[2]马克俭，张华刚，郑涛等.大柱现浇混凝土框架正交异性空心大板楼盖结构的研究与应用，2014

[3]《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》CECS175：2004

[4] 《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》JGJ T268-2012