现浇空心楼盖结构设计与应用浅析

张宏喜

[摘要]现浇空心板是近年来流行的一种新型楼板结构形式，常用于对层高（或梁高）有限制的、大空间适用功能的工程。楼盖分析简单承载力大，楼板折算后实际厚度小，减少自重，增加楼层有效高度，隔音、隔热、保温效果优良。

[关键词]现浇空心楼盖；设计；施工；注意事项

现代住宅和公共建筑发展的多样性要求传统的结构形式和施工作业方法不断改进以适应时代的发展。现浇空心楼盖在近些年来的不同结构形式的工程中得到了广泛的应用，收到了良好的社会效益。它能很好地满足大空间、大跨度柱网的住宅和公共建筑的要求。空心楼盖是基于实心楼盖的基础上，在楼板内部按照一定的规则放置高强、轻质内模，用以取代部分混凝土，从而减少了混凝土用量，减轻结构自重：降低了墙、柱等的地震作用和基础的荷载，节省造价；同时也增加了楼层刚度（空心板厚度比实心板大），有效防止楼板裂缝的出现；由于其实现了大跨度楼盖，故而减少了次梁的设置，满足层高的要求，使有效空间充分利用，从而在室内感觉平整舒适、美观：另外这种楼盖的隔音、隔热、保温性能均优于实心板；由于楼盖自重降低，使地震力减小，这不仅对基础设计有利，而且对结构抗震更为有利。

由于现浇混凝土空心板在不增加混凝土用量的前提下大幅增加楼板的厚度，充分发挥板中混凝土和钢筋的使用效率，因此现浇混凝土空心楼盖在大跨度及地下车库的使用中具有巨大的技术优势。

1.空心楼盖诞生的力学原理

工程结构中作为受弯构件的楼板，由受拉区和受压区构成，拉力和压力集中在截面的上下两侧构成力矩，而截面中部对抗力的影响很小。因此，在受压区配置混凝土，在受拉区配置钢筋并包裹足以锚固和协调受力的混凝土层，而将中部的混凝土挖去，由此形成空心，形成“工”字形截面构件，其抗弯承载力基本未受到影响。在一般情况下可以节省混凝土量30%～50%。

基于这一原理，通过优化受力体的截面形式，在现浇钢筋混凝土实心板中埋置永久式内模，待混凝土浇筑后形成空腔，是为空心楼盖（图1）。

现浇混凝土空心楼盖类似于密肋楼盖。两者均能有效减轻楼盖的自重，但前者为形成了带上、下翼缘的“工”字型交叉梁系楼盖，而后者则是仅为上翼缘的“T”字型交叉梁系楼盖。空心楼盖带有下翼缘，且板中暗肋间距较密肋楼盖的肋间距小，因而其受力更加均匀，刚度更大，整体性更好。

2.空心楼盖体系（内模）的形式

2.1薄壁方箱体

在现浇混凝土楼盖中有规则埋入内置薄壁方箱模（带加强层与漏浆孔的发泡材料填充箱），使钢筋混凝土楼盖内部形成一定间隔双向网格现浇肋的钢筋混凝土空心楼盖，薄壁方箱是一种全内置芯模，能有效约束现浇混凝土的变形和挠度，具有重量轻、强度高的优点。薄壁方箱主要为正方形或长方形薄壁空心小尺寸全封闭无通孔箱体，一般多采用边长尺寸为500mm×500mm、600mm×600mm、700mm×700mm、800mm×800mm、900mm×900mm等。

2.2筒芯体

在现浇混凝土楼盖中沿某一方向放置高强、轻质管体（管两端事先封闭）即顺管方向，或者顺管方向和横管方向按照一定规律组合的顺序放置，形成空心楼板的内模。以上为现行空心楼盖内模的两种常用形式，此种形式方便现浇混凝土均匀流入、密实填充包裹内模，从而形成空心楼盖。另外，其他形式的内模（实心简体、块体）原理同上，在此不再赘述。

3.楼盖设计注意事项

3.1板厚

《现浇混凝土空心楼盖结构规程》中规定：现浇混凝土空心楼板截面的尺寸应根据计算确定，并应符合下列规定：筒芯内模楼板的厚度不宜小于180mm。箱体内模楼板的厚度不宜小于250mm；边支承空心楼板的跨高比对单向板不大于30，对双向板跨度按短边计不大于40；钢筋混凝土无梁的柱支承楼板跨度按长边计，有柱帽时不大于35，无柱帽时不大于30。框架、框剪、框筒、剪力墙、砖混结构体系中楼（层）盖板厚度取值见表1。

通常实际设计楼盖时，多不采用上述之上限，原因是楼板挠度难以满足要求和裂缝的考虑，当楼板面荷载为2.0～4.0kN/m2时或有轻质隔断等情况时，对单向板跨高比取25-28，雙向板跨度按短边计取26-30：当荷载小于等于2.0kN/m³时，跨高比取30。

3.2楼板折算自重

现浇混凝土空心楼板的体积空心率不宜小于25%，也不宜大于50%。楼板自重折算，应慎重：不能简单地按照截面孔隙率计算，要根据实际内模布置情况，考虑实心板带、暗梁的重量以及不同材料的容重，综合材料的技术参数和其提供的折算率计算，避免应楼板的自重考虑不足，造成结构计算的失真和安全缺陷。

另，根据文献刚度等效原理，采用公式（1）计算楼板折算厚度或文献中的计算方法确定。公式（1）：

3.3肋宽，楼板上、下翼缘厚度

（1）筒芯内模：规程规定，顺筒肋宽与筒芯外径的比值不宜小于0.2，顺筒肋宽尺寸对非预应力钢筋砼楼板不应小于50mm，对预应力混凝土楼板不应小于60mm。当筒芯沿顺筒方向间断布置时，横筒肋宽不应小于50mm。楼板上、下翼缘厚度（即板顶厚度和板底厚度）取0.1-0.2h（h为板厚），宜相等且不应小于40mm。

（2）箱体内模：箱体间肋宽与箱体高度的比值不宜小于0.25，肋宽尺寸，对钢筋混凝土楼板不应小于60mm，对预应力混凝土楼板不应小于80mm。板顶厚度、板底厚度不应小于50mm，且板顶厚度不应小于箱体底面边长的1/15。

根据不同板跨及楼面荷载的不同，在实际工程的设计经验应用中，一般非预应力双向板采用的板肋宽度、翼缘厚度见表2。

3.4楼板内暗梁

混凝土空心楼板上不宜设置隔墙，如必需设置隔墙时应在该部位墙下设置通长的暗梁（该区域改用实心板），暗梁宽度可取300～600mm（或当有框架柱时同框架柱截面宽），暗梁高度同空心楼板厚。砼空心楼板周边与梁、柱、墙的连接处，应设置80mm-板厚宽度的实心板，以提高局部的受剪承载力。另外，当空心楼盖跨越框架梁时（此处已不允许布置普通框架梁），宜设置同上暗梁，暗梁配筋锚入框架柱内。