生产车间的无梁楼盖的结构优化

杜晓伟 朱清君 陆帅

【摘要】本次是以湖北中烟恩施卷烟厂生产车间的结构楼面的结构优化为前提，通过造价经济分析，证实了无梁楼盖的合理性和经济性，对无梁楼盖的设计以及在工程中的广泛应用，提供参考价值。

【关键词】无梁楼盖;结构优化;生产车间

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。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，对于空心楼盖，不设框架梁，只设置暗梁，属于板柱结构，由于暗梁刚度小，有利于形成强柱弱梁。与实心楼盖相比，同厚度空心楼盖仍能满足抗弯、抗剪、抗冲切及扰度、裂缝等要求，由于楼盖自重减轻看约40%～50%，梁板柱的内力减少，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，可在层高不变的请宽下增加空间净高，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以减少结构负荷，建筑高度的降低也减少水平力产生的内力，进而减低工程造价。

本次原设计采用“GBF蜂巢芯现浇混凝土密肋空心楼盖”，此次优化将“GBF蜂巢芯现浇混凝土密肋空心楼盖”优化为“BDF钢网箱”，也即现浇混凝土空腔楼盖结构体系。

现浇混凝土空腔楼盖结构体系具有十分优越的经济技术性能，自上世纪以来，经过不断的改进、发展和完善，目前已成为一种常见的结构体系，尤其在国家编制并颁布了《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》CECS175：2004、《现浇混凝土空心结构成孔芯模》JG/T352-2012及相关标准图集以后，该结构体系已在全国各地得到了非常广泛的应用。

该结构体系施工中的关键环节“填充芯模”成孔产品的选用，将直接影响到建设工程的安全质量、经济成本及施工进度的控制。

本次设计方案“BDF钢网箱”产品，具备关键技术的独创性，打破了空腔楼盖结构体系施工中填埋成孔技术的传统观念，有效解决了传统产品技术的诸多不足。国家住建部对该产品技术的科技成果鉴定，给予了极高的评估意见，“钢网箱现浇混凝土空腔楼盖系统”：“可有效抑制裂缝产生”、“达到国际先进水平”。

“钢网箱”与“传统填充芯模”产品的性价比分析对照如下：

1、楼盖裂缝控制及抗渗防水

传统填充芯模如：水泥箱、聚苯块、塑料盒、塑料管、石膏箱等均属预制填充构件，它们与现浇砼均不具备很好的相融性，构件与现浇混凝土接触的每个面均形成叠合面，在现浇砼达到强度后，叠合面产生收缩或应力集中，造成填充构件与砼之间产生裂缝，并可能与砼的温度及收缩微裂缝贯通，导致楼盖的局部渗漏。

而BDF钢网箱产品，其外形为特制网孔状，材质为钢材，与现浇砼有极好的相融性，钢网箱和砼融为一体，形成整体性好的砼空腔楼盖，有效解决了以往常见的局部渗漏问题。

2、楼板强度与刚度

“BDF钢网箱”空心楼板提高了设计外的含钢量，明显有更高的强度与整体刚度，提高了结构的安全储备。

3、产品破损率

“BDF鋼网箱”可做到零破损，而传统产品，如：水泥箱、聚苯块、塑料盒、塑料管、石膏箱等由于其产品材料的基本属性，大都为薄壁的脆性芯模，在运输、装缷、施工安装等过程中，均容易造成破损;尤其在楼板面部钢筋绑扎施工完毕后，填埋的芯模再遭破损，无法更换，砼浇筑时灌入箱体内，局部变实心楼盖，与设计不符，造成工程安全、质量隐患。

4、施工抗浮

“BDF钢网箱”产品具有很好的透气性能，砼浇筑时，不会产生浮力，可免抗浮;而传统产品，尤其如聚苯块、塑料盒、塑料管等，砼浇注时产生的浮力很大，施工单位要花费大量的人工、材料用于抗浮，即影响进度，又增加施工成本。

5、单程运输及吊装数量

“BDF钢网箱”具有折叠性能，故其水平、垂直单程运输数量巨大，其效率在传统产品的20倍以上。

6、防火性能及有害气体

“BDF钢网箱”采用钢材制成，防火等级极高，而传统产品，尤其聚苯块、塑料盒、塑料管等，防火等级低，且燃烧后可能产生有害气体，存在消防隐患。

7、生产供应量

“BDF钢网箱”采用标准化工厂机械生产，供应数量巨大，而传统产品如水泥箱和石膏箱等均为手工生产，其日产量很低，经常出现阻工现象，影响施工进度。

8、产品自重

“BDF钢网箱”是由片状钢网折叠组合而成的空心箱体，网壁很薄，自重极轻，常用规格单个自重仅5kg左右;而传统产品如水泥箱和石膏箱等自重偏重，以900×900×300大小的箱体为例，单个水泥箱自重100kg左右、单个石膏箱自重50kg左右，施工劳动强度大，更不利于水平及垂直运输。

设计条件：

柱网跨度：7.8mx7.8m   建设地点：湖北恩施   烈度：6度0.05 g，第一组抗震等级：四级     楼面恒荷载：2KN/m2    楼面活荷载：12KN/m2

原设计方案如下图所示：

优化后的设计方案如图所示：

c.综合指标对比分析

c.综合指标对比分析

1、抗浮成本

注：1钢筋价格按照3500元/吨，砼按照400元/立方米（C30）

2、垂直及水平运输成本

BDF钢网箱，具有可折叠的特性，其垂直、水平单程运输数量巨大，为传统芯模的20倍以上，两者相比前者节约运输成本在每平方5元以上（运输路程越远，该数值越大）。

3、安装施工人工成本

BDF钢网箱自重极轻，安装施工方便快捷，劳动强度低，与水泥箱体、石膏箱（下转176页）（上接174页）体相比较，前者可节约人工费用在每平方2元以上。

4、施工阶段产品破损成本

在施工阶段中，芯模在施工荷载作用下， BDF钢网箱破损为零，而水泥箱、聚苯块、塑料箱、塑料管、石膏箱等传统芯模均会有不同程度破损，破损率在5%左右，按每个芯模的单价计算，后者成本每平方增加5元左右。

5、本项目砼量的节约

根据空心楼盖对比图纸（见附件一），板厚由530优化到450，肋宽由200优化到150，每平米减少砼约0.03立方，砼价格按400元/立方米计算，每平米节约砼约12元

6、本项目内膜变薄，节约内膜产品费用

根据空心楼盖对比图纸，内膜厚度由430减薄到350，每平米节约内膜费用约8元

合计以上综合经济对比分析，选用“BDF钢网箱”比选用传统芯模节约施工成本每平方在21.5+5+2+5+12+8=53.5元以上。