无梁空心楼盖在某大型超市建筑中的应用

赵天传 （宁波大学建筑设计研究院有限公司，浙江 宁波 315000）

0 前言

现浇无梁空心楼盖是在钢筋混凝土楼板内部安装，由轻质材料构成填充箱后现浇而成的空心无明梁楼盖，其体系组成部分包括楼盖周围框架梁、由填充箱隔断形成的现浇混凝土双向肋梁、竖向受力构件框架柱和柱帽。楼盖内部均匀布置的永久性轻质箱体同样满足结构性能要求，并大大缩减了混凝土和钢筋用量，在降低楼板自重，减小地震作用力影响的同时，有效增加了层高，使得建筑空间更加灵活和人性。这种新型施工技术顺应现今房建施工高效节约的要求，在今后也将得到更广泛推广和应用。

1 工程概况

本项目为某大型综合超市，采用多层板柱-剪力墙结构，抗震设防烈度为7。，地下一层，地上三层，总建筑面积约8.8万m2。建筑从地下室至上层高分别为5.6m、6m、10m、4.5m，柱网为 8.4m×11.2m，楼面活荷载按3000kg/m2设计。综合考虑结构的安全性、经济性、美观性、适用性要求及提高房屋的净高要求，且方便施工的同时保证施工质量，拟采用无梁空心楼盖技术。

2 结构布置

为了满足抗震设防及结构体系安全稳定要求，工程采用板柱-剪力墙结构，结构主体材料中，柱、剪力墙混凝土强度等级在第2层及以下为C40，其余层为C35，梁、板在地下室顶板及二层楼面为C35，其余层为C30，抗震等级为二级。其中剪力墙承担全部的地震作用，相对于框架结构多了一道抗震设防，提高了结构的安全度。同时在框架柱顶设置柱帽替代暗梁，既经济又方便施工，加快施工进度。

2.1 剪力墙布置

为了不影响建筑功能，在楼梯间、电梯井处设置剪力墙，较长的剪力墙设置大洞口。由于建筑2层层高为10m，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.6.2条要求，剪力墙厚度不宜小于层高的1/20，故2层及以下剪力墙厚度取500mm，其余层剪力墙厚度取250mm。

2.2 框架梁柱布置

由于地下室顶板为嵌固端，为了满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.1.14条要求，地下室顶板采用现浇梁板结构，为了提高地下室净高，框架梁采用宽扁梁，中间大板采用现浇空心楼盖。经过计算分析，边柱截面尺寸：800mm×800mm；中柱截面尺寸：800mm×900mm。

2.3 楼、屋盖布置

经过计算分析、比较，地下室顶板及二层楼面板总厚度为580mm（其中上翼缘厚度为110mm，下翼缘厚度为70mm，中间填充箱厚度为400mm），填充箱型号为580×580×400，肋宽为100，沿柱上板带设实心区，其厚度为580mm，设置柱帽3400×3400×800（总厚）。屋面板（种植屋面）总厚度为560mm（其中上翼缘厚度为90mm，下翼缘厚度为70mm，中间填充箱厚度为400mm），填充箱型号为580×580×400，肋宽为100，沿柱上板带设实心区，其厚度为560mm，设置柱帽3200××3200×700（总厚）。经过计算分析，空心楼盖的混凝土受压区均在上下翼缘内，满足规范要求。

3 方案比对

图1 无梁空心楼盖结构板局部平面布置图

图2 板中填充箱位置剖面图

为了安全性及经济性，采用盈建科计算软件完成本工程的空心楼盖设计实际建模，计算分析得出本项目的周期、位移及结构构件配筋率均比较合理，由此绘制施工图。图3～图6为无梁空心楼盖局部板配筋图与传统梁板结构配筋图对比。

图3 无梁空心楼盖局部板面配筋图

图4 无梁空心楼盖局部板底配筋图

图5 传统梁板结构局部板配筋图

经预算得出单方混凝土含量、钢筋含量、模板及无梁空心楼盖的填充箱造价。不考虑基础、柱、墙、楼梯等其他二者相差不大的结构构件，比对采用传统梁板体系中楼盖经济指标，充分体现了无梁空心楼盖的经济性。

①采用无梁空心板结构，地下室层高可以减少0.5m，相应的土方量也减少0.5m3/m2，由此影响到土方挖运、基坑支护及其他费用降低。土方开挖、运输及处置费。层高每减少0.1m，费用节约10元/m2；基坑支护费用。层高每减少0.1m，基坑支护费用节约5元/m2；考虑地下室层高降低引起的地下室墙、柱、粉刷、涂料、脚手架、模板、防水、底板、管道等材料的降低及相关人工费的降低，综合成本层高每减少0.1m，费用节约30元/m2。故地下室总层高减少0.5m后，每平方米节省费用约为5×（10+5+30）=225元。地下室顶板采用空心无梁板结构，外加空心无梁楼盖本身可以节省费用120元/m2，所以地下室每平方米节省费用约为 5×（10＋5＋30）＋120＝345元。

图6 传统梁板结构局部梁平法施工图

②采用空心无梁板结构，上部层高每层可以降低0.4m，根据经验数据，上部层高每降低0.1m可以节约造价20元/m2，故上部层高降低因素而引起的造价降低约为20×4=80元/m2。

二层楼盖结构方案经济对比详见表1，采用空心无梁楼盖本身可以节省费用168.2元/m2，考虑降低层高因素，每平方米可以节约造价约为168.2＋80＝248.2元。

此外，采用无梁空心楼盖技术，不仅适用、经济、安全、美观，而且节能、隔声效果好。填充箱在浇筑混凝土前充分浇水湿润，浇筑混凝土后，其中的水分可以再释放出来，对混凝土起到内养护的效果，板不易出现裂缝，这是普通梁板结构无法得到的效果。

4 施工要点

现浇混凝土无梁空心楼盖结构经过多年来的施工实践,施工技术已较为成熟。与传统楼板施工区别主要是在进行施工作业之前，要统计填充箱规格、数量，根据施工进度委托专业厂家生产备货。现场施工工艺为楼盖模板及支架安装→对暗梁、柱帽、肋、预留预埋设施及填充箱等位置定位划线→梁、柱帽、板底及肋钢筋安装→填充箱进场验收及安装（内置填充箱抗浮及防漂移专用连接件）→板面钢筋安装→混凝土浇筑（浇筑混凝土前应对模板及填充箱浇水润湿）→混凝土养护→模板拆除。

由于空心楼盖的翼缘较薄，在进行混凝土浇筑时，下翼缘容易出现气囊、气泡，因此要严格控制浇筑时混凝土塌落度及骨料的粒径尺寸。

与普通梁板结构相比，无梁空心楼盖施工方便、快捷，综合工期缩短了15%左右。主要因素有以下两个方面：

①由于层高降低，基坑开挖深度降低，减少基坑开挖工作量；边坡支护桩身长度、桩的埋设深度可降低，节省边坡支护工作量；竖向构件（柱、剪力墙）、围护结构（墙体）及隔墙高度降低，施工工作量相应减少。

②由于无梁空心楼盖底部平整，模板支护时较普通楼盖方便，支模时间缩短；粉刷面积减少，施工简便，效率提高。楼盖下吊挂管件，桥架，风管因无凸出梁、无需拐弯和变径，架设快捷方便。

5 优点分析

除去上述造价及施工方面具有显著优势外，无梁空心楼盖结构体系相比于普通梁板结构体系突出优点还体现在以下几个方面。

①适用范围广。结构能充分满足宾馆、酒店等建筑对空间的灵活性较高的要求，能满足超市、厂房等多高层建筑对跨度和大空间的要求。此外，空心楼盖结构出色的隔音、隔热效果也能满足机械厂房、冷藏库等建筑的特殊要求。

②整体性高。无梁空心楼盖由底层钢筋混凝土、中间层芯模产品及面层钢筋混凝土现浇组合而成，在有效降低竖向构件高度、增加房间净空的同时保证了其结构整体性。此外，工程采用柱板支承方式使建筑显得简洁轻巧，也改善了空间整体的视觉效果，让建筑功能更加人性化。

表1 二层楼盖方案经济对比（每平方米指标）

③更加绿色环保。无梁空心楼盖的填充箱材料主要是以工业废弃物为原料生产而成，且可再循环利用，是一种绿色建材，不含石棉、甲醛、苯及其他放射性有害物质，同时，封闭空腔结构也减少了热量的传递，隔热、保温性能得到显著提高，也能顺应绿色建筑趋势要求。

6 结语

随着当今社会对建筑功能性要求的逐步增高，现浇混凝土无梁空心楼盖结构体系作为一种更加“全面”的新兴技术，打破传统楼板结构模式，体现出其较高的社会应用价值。但是，我们也不能忽视这种技术的缺点，例如其专业性较传统结构更高，如果在施工过程中得不到专业厂家的指导，可能会造成严重的后果。本文通过介绍无梁楼盖技术在某大型超市工程中的应用，给出了设计、施工的具体方法以及各个方面优缺点理论分析，为今后类似工程提供借鉴。