空心楼盖在广东某邮件处理中心项目中的应用及技术经济性分析

2023-10-30谢斌

建材与装饰 2023年32期

谢斌

（广东省建科建筑设计院有限公司，广东广州 510000）

0 引言

现浇混凝土空心楼盖是建筑结构领域一项重要的新型技术。近年来，被广泛应用于停车场、高层酒店、办公建筑等。对于建筑平面规则，要求大空间、大荷载的工业厂房和仓库，空心楼盖同样适用[1]。

空心楼板是采用内置或外露填充体，经现场浇筑混凝土形成的空腔楼板。由混凝土空心楼板和支承梁（或暗梁）等水平构件形成的楼盖结构即为现浇混凝土空心楼盖[2]。与传统的实心楼板相比，空心楼板的结构自重更小。两种双向布置填充体的现浇混凝土空心楼板截面如图1 所示[2]。

图1 现浇混凝土空心楼板截面

现浇混凝土空心楼盖相对传统的梁板结构楼盖，具有多方面的优势[3]：在结构自重相同的情况下，空心楼盖可以做到更大的板厚，从而可以使楼板刚度成倍提高，大大增强楼板的抗振动等性能，提高抗干扰能力。空心楼盖可在楼板上任意隔墙，可在使用中随时改变隔墙位置[4]，方便灵活调整建筑功能布局，满足使用单位的需求。空心楼盖可降低层高，节省空间，节省成本和投资。空心楼盖的板底平整，便于设备管线穿行，方便管线施工，缩短施工工期；管线的安装无须绕梁，可减小管线工程量，从而使机电安装的造价也得到大幅下降。

1 工程概况

广东某邮件处理中心生产车间建筑面积为23289.69m2，建筑高度为12.5m，地上2 层，设置1 层地下车库。负一层层高为4.5m，首层层高为6.0m，二层层高为5.4m。建筑典型柱距为8m×12m。生产车间首层楼面设计使用活荷载为15kN/m2，二层楼面设计使用活荷载为8kN/m2。首层及二层楼面附加恒荷载均取2kN/m2。

2 结构布置

采用钢筋混凝土梁板结构、内置填充体空心楼板和单面外露填充体空心楼板3 个方案，对邮件处理中心生产车间的二层楼面进行设计。取其中一个8m×12m的标准跨进行比较分析。计算面积为96m2。

（1）钢筋混凝土梁板结构布置平面如图2 所示。

图2 钢筋混凝土梁板结构局部平面（单位：mm）

（2）内置填充体空心楼板结构布置如图3 和图4所示。

图3 内置填充体空心楼板平面（单位：mm）

图4 内置填充体空心楼板剖面（单位：mm）

（3）单面外露填充体空心楼板结构布置如图5 和图6 所示。

图5 单面外露填充体空心楼板平面（单位：mm）

图6 单面外露填充体空心楼板剖面

由3 个方案的结构布置可看出，钢筋混凝土井字梁楼盖的结构厚度为850mm，内置填充体空心楼盖的结构厚度为525mm，单面外露填充体空心楼盖的结构厚度为550mm，现浇混凝土空心楼盖相对井字梁楼盖可节省300～325mm 的层高，使建筑内获得更大的使用空间。

3 结构性能的对比

就传力特点而言，传统梁板结构是将楼面荷载传递给次梁，次梁将线荷载转变为集中荷载传递给主梁（或框架梁），主梁再将集中荷载传递给柱，传力次数多。而空腹板结构主要用于两类结构体系：第一类为板-柱（或板-柱-剪力墙）结构体系，其传力路线是将楼板上的荷载直接传递给柱子；第二类为大板-框架（或大板-框架剪力墙）结构体系，其传力路线是将楼板上的荷载传递给主梁（或框架梁），主梁再将线荷载集中传递给柱子。由此可见，空腹板所采用的结构体系均缩短了楼面荷载的传递路线、减少了传力次数，使结构体系的传力更加简单明确。

就受力特点而言，楼板是典型的受弯控制结构，其抗弯承载力与其截面高度的平方成正比[5]，即截面高度提高一倍，抗弯承载力提高为原来的4 倍。空心楼板的截面空心率可高达60%，即采用同样多的混凝土材料，可使楼板厚度提高至实心楼板的2.5 倍，抗弯承载力提高为原来的10 倍，可大大地增加楼板的跨度。

就截面受力特征而言，翼缘参加工作的宽度越大，空腹截面力学性能越好。如空腹板的模盒尺寸为750mm×750mm，翼缘厚度一般取最小值75mm，根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010），翼缘参加工作的有效宽度为腹板厚度b 加上12 倍翼缘厚度[5]，即b+12×75mm=b+900mm>b+750mm，即空腹楼板是全部翼缘参与受力工作，为受力特征最好的截面形式。