箱体现浇混凝土空心楼盖在某酒店结构设计中的应用

文/曾洪超 湖南城市学院规划建筑设计研究院 湖南长沙 410000

谭子豪 湖南省建筑设计院有限公司 湖南长沙 410000

现浇混凝土空心楼盖起源于20世纪40年代，并在80年代引入我国，是由采用内置或外露填充体的空心楼板和支承梁（或暗梁）等水平构件形成的楼盖结构。填充体的作用主要是用轻质材料永久替代实心楼板中对受力和变形影响不大的混凝土，减轻结构自重，同时便于模板安装和混凝土浇筑。填充体按形状和成型方式大致可分为以下几种：管状、棒状、箱状、块状和板状成型的填充体。为了达到预期效果，填充体质量至关重要：重量最轻、具备一定刚度、严格控制外观尺寸、绿色环保。现浇混凝土空心楼盖具有自重轻、有效降低结构层高、整体抗震性能好、施工周期短、空间分隔灵活、隔音隔热效果好等优势，近年来被广泛应用于各类建筑。

1、工程概况

某五星级酒店用地面积4.2万m2，总建筑面积12.17万m2，其中地上7.11万m2，地下5.06万m2。建筑层数地上12层，地下2层，高度57.66米。酒店地下2层层高分别为负2层4.3m，负1层4.2m，包括地下车库、SPA洗浴区、后勤办公区、各类设备房、库房及餐饮区。1～2层为餐饮宴请区，1层层高6m，2层层高5.7m。3层以上为客房，层高4m。本工程周边道路高差较大，两层地下室为半地下室，西侧为全埋，南侧为半埋，东侧直接跟道路衔接，北侧设置下沉式广场。

本工程为框架（框剪）结构，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，建筑抗震设防类别为丙类，建筑安全等级为二级，设计使用年限为50年。典型平面柱网为8.4mX9.0m，地下室顶板覆土厚度为1.2m，整体计算嵌固端取地下室底板面。

由于本工程地下室功能复杂，楼层平面内水暖电各设备管线众多，对楼层净高要求较为严格、相当一部分区域内荷载较大、建设方要求除车库外各功能区域需满足后期使用空间灵活分隔，采用普通梁板楼盖显然无法同时满足上述要求。因此，本工程在地下2层采用现浇空心楼盖，1层以上均为普通梁板楼盖。

2、空心楼盖体系的设计

本工程现浇混凝土空心楼盖填充体采用轻质钢网箱，钢网箱自重不超过15kg/m2，负一层楼面为单边外露填充体，首层楼面为内置填充体。钢网箱采用600X900的标准箱，不能采用标准箱的区域采用600X600或300X900的非标箱体，箱体与箱体之间留设150mm宽肋梁。负一层空心楼板根据板面荷载大小采用三种截面型式：空心板厚420～450mm，箱体上部板厚为80～110mm，箱体高290～320mm，箱体底部抹20mm厚水泥砂浆。首层空心楼板采用两种截面型式：1、室内空心板厚420mm，箱体上部板厚为80mm，箱体高290mm，箱体底部板厚为50mm；2、室外覆土区域空心板厚450mm，箱体上部板厚为90mm，箱体高290mm，箱体底部板厚为70mm。各空心楼板板厚与板跨比值均大于1/22，为厚空心楼盖。负一层与首层空心楼板剖面示意图见图1。

图1

柱与柱之间布置框架暗梁，暗梁梁宽同柱宽，梁高同空心板厚。通过整体浇筑混凝土使楼盖双向均形成若干个小“T”字形梁或“工”字形梁受力的现浇空心板，密肋形“T”字形梁或“工”字形梁支承于框架暗梁，整体形成没有明梁的网状暗肋框架梁结构。空心楼盖在框架柱处根据计算需要决定是否设置柱帽，本工程负一层与首层室内均不设置柱帽，首层室外由于考虑覆土荷载、消防车荷载和施工荷载需设置柱帽抗冲切。

本工程现浇混凝土空心楼盖采用北京盈建科股份有限公司开发的YJK1.8.0进行计算。YJK软件在建模中设置了专门的现浇空心板布置菜单，把暗梁当作普通梁输入，在上部结构计算中按照普通梁方式计算暗梁，按照楼板有限元方式计算现浇空心板。该软件对空心板的计算提供了两种模型：密肋梁计算（交叉梁法）、有限元计算。板这两种计算方法均只考虑恒活载，没有考虑风荷载和地震作用。该软件可以直接输入空心楼盖板厚和填充体尺寸，可自动计算空心楼板自重，填充体当附加恒载手动收入。空心楼盖计算时需对空心楼板定义为弹性板6，并勾选“梁与弹性板变形协调”，这种计算模式将使楼板和梁变形协调，共同承担荷载。计算参数的弹性板荷载计算方式应选择有限元方式：在上部结构计算时，恒活面荷载直接作用在弹性楼板上，不被导算到周边的梁墙上，板上的荷载是通过板的有限元计算才能导算到周边杆件。经有限元计算后板上荷载不仅传到周边梁墙，也同时传递给柱，柱的受力增加，梁承受的荷载将减少，符合实际受力情况。

空心楼盖施工图表达可采用板式或肋梁式。本工程负一层为单边外露填充体形成的“T”型肋梁，采用肋梁式配筋绘制空心楼盖施工图。根据肋梁计算结果AS，空心楼板板面双向拉通钢筋为□10@200（AS1=393mm2），肋梁间距为S，考虑“T”型肋梁翼缘钢筋作用，肋梁支座配筋AS2=AS- AS1·S。负二层为内置填充体形成的“工”型肋梁，采用板式配筋绘制空心楼盖施工图。框架暗梁按结构整体计算结果配筋，同时按框架梁要求验算裂缝与挠度。

3、施工工艺

施工顺序：支设脚手架及模板安装→填充体与预埋管线放线→绑扎框架梁、肋梁、空心板板底钢筋、预埋管线→安放填充体并采取抗浮措施→绑扎面筋、固定填充体→铺设施工跳板并浇筑混凝土→混凝土养护后拆模。

施工注意事项：

1）钢筋的要求：空心楼板下层钢筋的保护层20厚，用垫块垫好，并且在振捣棒的作用下不滑落。上层钢筋必须支撑牢固，不得把跳板直接落在钢筋上，而应该架起来，保证在施工人员行走时钢筋不位移。不得使用板振捣器。

2）混凝土的要求：石子粒径级配要合理。粗骨料的最大粒径不宜超过空心板肋宽和板底厚度的1/2，且不得超过25mm。要少浇勤振，防止板下出现露筋现象。宜选用d=50的振捣棒。

3）填充体的安装：安装时要注意施工人员不得直接在填充体上行走，行走时需铺设跳板。

4）电源管线和给排水管线，宜设在楼板实心区域肋中。

5）砼浇筑前应做好相应的抗浮措施，砼应分层浇筑， 第一层浇筑厚度不大于肋梁高度的2/3。

6）混凝土塌落度应控制在160±20mm，且应分层浇筑砼，根据施工现场具体情况可做细微调整，最终塌落度数值以满足板面技术施工条件为准。

7）后浇带施工应该符合设计规定，后浇带内可以放置填充体，在浇筑隔离期间应该作好填充体的保护工作，对于破损的填充体应按规定进行更换或修补，浇筑混凝土前应注意清理后浇带内的杂物，并检查钢筋，填充体的位置是否符合要求。

结语：

现浇混凝土空心楼盖应用于本工程，圆满解决了地下室走管困难的问题，并且满足了后期使用空间灵活分隔的要求，给建设方带来了良好的经济效益。与其他楼盖形式相比，空心楼盖隔音隔热效果好、可有效降低层高或提高楼层净高、隔墙允许灵活布置、施工支模与粉刷便捷，尤其适用于较大跨度和承受较大荷载的结构，相信在建筑业以后的发展中会具有较为广阔的应用前景。但因为现浇混凝土空心楼盖引入我国时间较短，目前国内在实际工程中的应用不多，还存在设计计算方法良莠不齐、施工技术普及不够、楼板渗漏水不便核查、后期加固改造困难等不足，还需广大工程技术人员不断总结进步，为现浇混凝土空心楼盖的推广应用奠定基础。