几种新型大跨度钢筋混凝土密肋楼盖的设计与应用

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  【摘 要】近年来,大跨度、大空间多高层建筑发展较快,尤其是地下停车场、人防地下工程等大跨度大荷载建筑飞速发展,传统的普通主次梁结构或井字梁结构在净高、施工工期、工程造价等诸多方面已不能满足建设方的要求,因此,各种形式的密肋楼盖、空腹楼盖应运而生,并因其在净高、施工工期、工程造价等诸多方面的优势而得到广泛应用。本文就目前几种常见的密肋楼盖、空腹楼盖在设计、施工工艺、产品技术性能等方面进行介绍。
  【关键词】大跨度;密肋楼盖;空腹楼盖;设计应用
  A few new big across one degree reinforced concrete airtight rib building a cover of design and application
  Wei Chuan-shi,Liu Chun-xi,Wang Hong
  (HuaSheng Building design institute for research JiNan ShanDong 250200)
  【Abstract】In recent years, big across a degree, big space many key figures building development more quick, particularly is underground the parking lot, person defend underground engineering etc. big across an one degree big lotus to carry building to fly soon development, tradition of common lord time beam structure or the well word beam structure at clean Gao, construction work period, the engineering build price's etc. various various already can't satisfy construction square of request, therefore, multiform and airtight rib building cover, empty stomach building cover emerge with the tide of the times, and because of it at clean Gao, construction work period, the engineering build price's etc. various various of advantage but get extensive application.This text currently a few familiar irtight rib building cover, empty stomach building cover at design, construction the craft, product technique function...etc. carry on introduction.
  【Key words】Big across a degree;Airtight rib building cover;Empty stomach building cover;Design application
  1.前言
   密肋楼盖(密肋楼板)一般是指肋距≤1.5m的单项或双向肋形楼板,由薄板和肋梁组成。双向密肋楼盖由于双向共同承受荷载作用,受力性能较好,楼盖自重小,钢材用量省,技术经济合理,适应大空间多高层建筑的需要。而且密肋楼盖比较美观,一般不需要另设吊顶。对于采用普通钢筋混凝土时,其跨度宜为12~15m,当采用预应力钢筋混凝土时可做到20m以上。
  密肋楼盖的模板一般采用定型模板,即模壳。60年代前后,国内外工程中就已经出现了钢筋混凝土模壳,后来又出现了可重复利用的钢模壳,但因其用钢量大、价格高、重量大、操作不便、易变形,因而应用不广。60年代后期又发展了价格较低、重量轻并可重复利用的塑料模壳,当时以聚氯乙烯作为原材料制作,由于聚氯乙烯强度较低,韧性差,模壳四角易磨损,寿命短,没有明显优势。后来又出现了玻璃钢模壳,即用玻璃纤维加强的塑料模壳。这种模壳易于制作成型,并可加工成各种形状,强度较高,刚度大,可以形成肋距0.9~1.5m或更大的密肋楼盖。如英国伦敦的国家剧院1.1mX1.1m肋距双向密肋楼板的玻璃钢模壳,以及瑞典通用的abm玻璃钢模壳(1.2mX1.2m肋距)。这些玻璃钢模壳每个重量达50~60Kg,重复使用次数一般为20~30次,由于重量大、重复使用次数不高,因而造价较贵。70年代中期,国外又发展了以聚丙烯为原料的新型塑料模壳,具有较高的强度、韧性好、耐磨损、耐老化、重量较轻、便于操作、易于脱模、价格较低等优点,重复使用次数高,根据英国G.K.N公司聚丙烯塑料模壳的资料,其重复使用可达100次。因此,比玻璃钢模壳更为经济,应用更广。
   近年来,密肋楼板的模板形式、材料又有了新的发展,出现了很多新型模壳、模盒、箱体等产品,尺寸规格多种多样,施工工艺,外观效果也各不相同,设计选用更加灵活,满足了不同建筑功能的需求。如一次性免拆氧化镁水泥玻璃纤维制品模壳--棚模、采用聚丙烯P.P材料一次冷压成型的整体式塑料模壳、薄壁方箱“蜂巢芯”空腹楼盖、叠合箱网梁楼盖、塑料模盒空腹楼盖等,现浇空心板内模产品更是多种多样,如薄壁管、高强薄壁管、筒芯、空心管、竹芯、薄壁盒、GRC薄壁水泥管、GZ高分子组合芯模、GBM、CHF、GRF、BDF、GBF、CBM、自稳型砼结构内模、加劲肋管、通孔芯模、泡沫体、双向网壳板箱等。下面就目前几种常见的密肋楼盖、空腹楼盖在设计、施工工艺、产品技术性能等方面进行介绍。
  2.一次性免拆无机玻璃钢模壳——棚模
  2.1 棚模的形式、材料。
  2.1.1 棚模密肋楼盖结构是一种新型的专利技术,具有受力合理、安全可靠、节能节材、美观等优点。棚模密肋楼盖适用于砌体、框架、剪力墙及框架-剪力墙结构,尤其是地下停车场、人防地下工程等大跨度大荷载建筑。
  2.1.2 棚模的形式,按使用用途不同分为密封式、保温式和敞开式三种,特殊形式的棚模可根据设计要求制作。模壳的侧面设有一定数量的凹凸槽,以保证与混凝土的粘结。
  2.1.3 棚模的平面尺寸一般为600mmX600mm、900mmX900mm,高度有150、200、250、300、350、400、450、500mm等规格,特殊尺寸可根据设计要求制作。
  2.1.4棚模的性能指标:竖向抗压承载力≥100Kg/个,侧向抗压承载力≥75Kg/个,吸水率≤18%,抗振动冲击:插入式振捣棒紧靠棚模的外壁震动1min无裂缝和破损出现。
  2.1.5棚模应采用氧化镁水泥玻璃加强纤维浇筑成型,市场上也有采用菱苦土为原材料制作的模壳,但其强度刚度较差,破损率高,特别是使用过程中有“返碱、返卤”现象,会造成抹灰层脱落。
  2.2 棚模的结构设计。
  2.2.1棚模密肋楼盖的结构布置应能合理地传递所承受的荷载和作用,具有明确的结构计算简图。设计时棚模壁厚不计入结构计算尺寸。楼板上有较大集中荷载的部位应采用实心板,对于承受较大集中动力荷载的部位,不应采用棚模密肋楼盖。
  2.2.2棚模密肋楼盖在承载力极限状态下的内力设计值,可按线弹性分析方法确定,并可根据具体情况考虑弯矩调幅。棚模密肋楼盖正常使用极限状态下的内力和变形计算,可采用线弹性分析方法,对钢筋混凝土楼盖构件,宜考虑开裂的影响。
  2.2.3 棚模密肋楼盖考虑弯矩调幅的肋梁,在正截面承载力计算时,其截面受压区高度不宜大于盖板厚度。
  2.2.4 棚模密肋楼盖的设计构造。
  2.2.4.1 棚模密肋楼盖的混凝土强度等级不宜低于C25,肋梁纵向钢筋宜采用HRB335级、HRB400级钢筋。
  2.2.4.2 棚模密肋楼盖的跨高比,单向时不宜大于25,双向时不宜大于30,当短边跨度大于12m时宜采用预应力密肋楼盖。
  2.2.4.3 棚模密肋楼盖的肋梁高度不应小于200mm(含楼板厚度),肋梁宽度不应小于70mm,楼板厚度不应小于50mm。
  2.2.4.4 棚模密肋楼盖肋梁中的纵向受力钢筋的保护层厚度(不含棚模壁厚)不应小于20mm,侧壁10mm。
  2.3 棚模的施工。
  2.3.1 棚模的运输、堆放及装卸过程应符合下列要求:应避免撞击和挤压,严禁甩扔;应按不同品种、不同规格分类堆放,堆放场地应坚实、平整;应水平摆放,摆放高度不宜超过2m。
  2.3.2 棚模施工过程中应防止棚模损坏,出现明显破损时应及时更换或修补。
  2.3.3 预留预埋设施和管线易分散布置在肋梁的中部偏下,管径不宜大于30mm.当预埋位置与棚模排放位置发生冲突时,可适当调整预埋位置。棚模的定位固定采用钢钉在木模板上沿棚模周边固定。
  2.3.4 棚模密肋楼盖混凝土的浇筑:混凝土拌合物的坍落度不宜小于160mm;首先沿平行于楼板的短边方向进行浇筑,并设专人观察棚模,发现异常情况时,应及时处理;棚模的高度大于500mm时宜分两次浇筑混凝土,每次约为肋高的1/2,浇筑时混凝土布料应均匀;采用塔吊及泵送时,可直接在棚模上布置作业道;采用龙门架浇筑混凝土时需搭设架空马道,马道的支撑点应放置在有支撑的肋上,禁止将施工机具直接置于壳体上;混凝土振捣棒宜采用直径为30mm的小型振捣棒配合平板式振动器协同振捣,不得将振捣棒直接触压在棚模壁及预埋管线上。
  2.3.5 棚模密肋楼盖的支撑体系,采用满堂脚手架,方木或方钢管横担,木胶板底模,木胶板底模可采用满铺法和条铺法两种形式,满铺法适于采用新木胶板时,木胶板不用破割,损耗少,可重复周转使用,当现场有破旧模板时,为节约用材,可采用条铺法,即仅在肋梁位置铺设,模板宽度每侧应宽出肋梁底200mm。
  2.3.6 棚模密肋楼盖的主要施工工序如下:
  支撑体系安装(搭设满堂脚手架及模板)→定位放线→棚模铺设→绑扎肋梁钢筋→水电暖管线预留预埋→绑扎楼面板钢筋→混凝土浇筑→混凝土养护→支撑体系拆除。
  2.4 棚模密肋楼盖结构的主要技术特点。
  2.4.1 应用范围广,适用于大跨度、大荷载、大空间建筑;
  2.4.2 降低建筑层高,与普通梁板结构比较,能有效降低层高100mm~400mm,从而大大降低
  工程造价,经济效益显著,且受力合理。(见图1)
  2.4.3 节省材料:由于楼盖自身的结构形式受力合理,可充分利用材料,节约混凝土用量和钢筋用量,尤其是大跨度,当跨度在8m以上时,与普通梁板结构相比,可节约混凝土0.05~0.2m3,可节省钢材12~25Kg; 节省模板(木材),棚模作为肋梁的侧模和现浇板的底模,底模板可采用“满铺法”和“条铺法”,模板切割少,损耗低,可周转使用;节省装饰材料,因棚模模壳为工厂制作,模壳内壁光滑整洁,免拆模,没有混凝土拆模时造成的“缺角、掉棱”现象并减少修复工作量,且无需另做抹灰装饰或根据需要仅作简单的饰面粉刷,大大节省装饰材料;
  图1
  2.4.4 施工工艺简单,施工速度快,缩短工期:模板支设简单,无需支设大量的肋梁侧模工作量,免拆模,省去了刷涂脱模剂、拆模等工序,省时省工,与普通梁板结构相比,可缩短工期2~5天。
  2.4.5 占用施工现场小,成叠放置,堆放紧凑,节约施工场地,便于运输;
  2.4.6 模壳自身成本低,在当前同类产品中产品价格最低;
  2.4.7 改善使用功能,美化室内环境:肋梁与楼板内阴角及肋梁梁底均为弧角,楼盖外形美观,具有很好的欣赏价值,模壳形成的藻井还具有吸音作用,可有效减少噪音污染,藻井的存在还可从视觉角度减小人的空间压抑感(特别是大空间),配合内嵌在藻井内的灯饰可以实现良好的空间环境。
  2.5 棚模密肋楼盖结构尚存在的问题。
  2.5.1 模壳自重比塑料模壳大,工人劳动强度大;
  2.5.2 现场吊装技术要求高,吊装过程中容易破损;模壳边角部位容易局部损坏。
  2.5.3 由于模壳为无机玻璃钢水泥制品,损坏后会外露玻璃纤维丝,从而引起工人皮肤搔痒,工人施工过程中应做适度防护。
  3.大型整体式塑料模壳
  3.1 塑料模壳的形式、材料。
  图2
  3.1.1 塑料模壳密肋楼盖结构早在60 70年代就开始应用,属可拆卸重复周转使用的定型模板,后来历经改进,具有受力合理、安全可靠、节能节材、美观等优点。塑料模壳密肋楼盖适用于砌体、框架、剪力墙及框架-剪力墙结构,尤其是地下停车场、人防地下工程等大跨度大荷载建筑。
  3.1.2 塑料模壳的平面尺寸有700mm×700mm、900mm×900mm,1000mm×1000mm,1200mm×1200mm,1400mm×1400mm,1500mm×1500mm,高度有350,372,400,500mm等规格,特殊尺寸可根据设计要求组割。
  3.1.3 塑料模壳的性能指标:可重复使用50次以上,允许切割组装,模壳上允许承受施工荷载250Kg/m2,允许振捣棒紧贴模壳振捣,允许施工温度-15℃~+50℃;
  3.1.4 塑料模壳采用聚丙烯P.P材料一次冷压成型,破损模壳可回收再利用;
  3.2.1 塑料模壳密肋楼盖的结构设计。(见图2)
  3.2.2 塑料模壳密肋楼盖的结构布置应能合理地传递所承受的荷载和作用,具有明确的结构计算简图。楼板上有较大集中荷载的部位应采用实心板。
  3.2.3 承载能力极限状态计算。
  对于基本组合,荷载效应组合的设计值S从下列组合值中取最不利值确定:
  3.2.3.1 由可变荷载效应控制的组合:
   S=γGSGk+γQ1SQ1k+γQiΨci SQik
  式中:
   γG——永久荷载分项系数,取1.2;
   γQi——第i个可变荷载的分项系数,其中γQ1 为第一个可变荷载Q1的分项系数,取1.4;
  SGk——按永久荷载标准值Gk 计算的荷载效应值;
   SQik——按可变荷载标准值Qik 计算的荷载效应值;
  Ψci——可变荷载Qi 的组合值系数;
   n——参与组合的可变荷载数。
  3.2.3.2 由永久荷载效应控制的组合:
  S=γGSGk+ γQiΨci SQik
   式中:
   γG——永久荷载分项系数,取1.35;
   γQi——第i个可变荷载的分项系数,取1.4;
  SGk——按永久荷载标准值Gk 计算的荷载效应值;
   SQik——按可变荷载标准值Qik 计算的荷载效应值。
  3.3 正常使用极限状态验算。
  3.3.1 抗裂验算。
   密肋楼板的裂缝控制等级为三级,荷载效应的标准组合、准永久组合下的荷载设计值按下列公式计算:
  标准组合:
   S=SGk+SQ1k+ Ψci SQik
  准永久组合:
   S=SGk+ ΨQi SQik
  式中:
   ΨQi——可变荷载Qi的准永久值系数。
  3.3.2 挠度验算。
  密肋楼板的最大挠度按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用影响的刚度B进行计算。
  3.3.3 塑壳模板密肋楼盖的内力计算方法。
  密肋楼板的内力,以等刚度原则将T型截面折合成平板,采用等代框架法计算。等代框架的计算宽度,取垂直于计算跨度方向的两个相邻区格板中心线之间距离。跨中板带弯矩平均分配至每根肋梁。
  3.4 塑料模壳密肋楼板的施工。
  3.4.1 塑料模壳密肋楼板的支撑系统应符合模壳厂家的技术要求,模壳的排放应根据设计图纸进行,亦可根据模壳厂家的技术资料进行调整;
  3.4.2 模壳的排列应由跨中向两侧排列,以免造成两边边肋宽度不等的现象;
  3.4.3 模壳铺设后若留有缝隙,应进行处理,以免漏浆;
  3.4.4 支撑模壳时应起拱,柱网中心起拱值为短跨的0.2%~0.3%,柱上主肋(主梁)起拱值为短跨的0.1%~0.15%。
  3.4.5 施工期间模壳上的荷载应控制在2.5KN/m2以内。
  3.4.6 预留预埋设施和管线易分散布置在肋梁的中部偏下,管径不宜大于30mm.当预埋位置与模壳排放位置发生冲突时,可适当调整预埋位置。模壳采用拉线定位,采用钢钉在木模板上沿模壳周边固定。
  3.4.7 混凝土的浇筑:混凝土拌合物的坍落度不宜小于160mm;首先沿平行于楼板的短边方向进行浇筑,浇筑时混凝土布料应均匀;采用塔吊及泵送时,可直接在模壳上布置作业道;采用龙门架浇筑混凝土时需搭设架空马道,马道的支撑点应放置在有支撑的肋上,禁止将施工机具直接置于壳体上;混凝土振捣棒宜采用直径为30mm的小型振捣棒配合平板式振动器协同振捣。
  3.4.8 塑料模壳密肋楼盖的支撑体系,采用满堂脚手架,方木或方钢管横担,木胶板底模,木胶板底模可采用满铺法和条铺法两种形式,满铺法适于采用新木胶板时,木胶板不用破割,损耗少,可重复周转使用,当现场有破旧模板时,为节约用材,可采用条铺法,即仅在肋梁位置铺设,模板宽度每侧应宽出肋梁底200mm;亦可采用由厂家提供的专用小角模支撑肋梁,省去满铺木胶板,施工时将小角模放在肋梁梁底龙骨左右两侧,用回型卡固定,8~10天后即可拆除小角模及模壳,支撑不拆。使用该法可大大缩短施工工期,节省大量木材。当采用满铺法或条铺法施工时,宜将主肋梁与次肋梁底模板分开,以便将来拆模时提前拆除次肋梁模板,以节省工期。
  3.4.9 塑料模壳密肋楼盖的主要施工工序如下:
  图3
  支撑体系安装(搭设满堂脚手架及模板)→拉线铺设模壳→绑扎肋梁钢筋→水电管线预留预埋→绑扎楼面板钢筋→混凝土浇筑→混凝土养护→支撑体系拆除。
  3.5 塑料模壳密肋楼盖结构的主要技术特点。
  3.5.1 应用范围广,适用于大跨度、大荷载、大空间建筑及人防工程;
  3.5.2 降低建筑层高,与普通梁板结构比较,能有效降低层高100mm~400mm,从而大大降低工程造价,经济效益显著,且受力合理;
  3.5.3 节省材料:由于楼盖自身的结构形式受力合理,可充分利用材料,节约混凝土用量和钢筋用量,尤其是大跨度,当跨度在8m以上时,与普通梁板结构相比,可节约混凝土和钢材约15%~20%, 节省模板(木材),模壳作为肋梁的侧模和现浇板的底模,底模板可采用“满铺法”和“条铺法”,模板切割少,损耗低,可周转使用;
  3.5.4 环保:塑料模壳,以塑代木,可重复使用50次,破损模壳可回收再利用;
  3.5.5 施工工艺简单,施工速度快,缩短工期:模板支设简单,无需支设大量的肋梁侧模工作量,模壳自重小,工人劳动强度低;
  3.5.6 占用施工现场小,成叠放置,堆放紧凑,节约施工场地,便于运输;
  3.5.7 改善使用功能,美化室内环境:模壳拆除后肋梁与楼板内阴角及肋梁梁底均为弧角,楼盖外形美观,具有很好的欣赏价值,模壳拆除后形成的藻井还具有吸音作用,可有效减少噪音污染,藻井的存在还可从视觉角度减小人的空间压抑感(特别是大空间),配合内嵌在藻井内的灯饰可以实现良好的空间环境。(见图3)
  3.6 塑料模壳密肋楼盖结构尚存在的问题。
  3.6.1 模壳采用租赁方式供应,费用相对于一次性模壳高;
  3.6.2 需涂刷大量脱模剂,增加工作量及工期,脱模剂刷涂不到位时拆模困难,容易造成肋梁梁底“缺角、掉棱”现象及模壳损坏,增加修复工作量;
  3.6.3 因增加刷涂脱模剂及拆模工序,工期相对一次性模壳长;
  3.6.4 外观美观程度不及一次性模壳,且因脱模剂污染,需做后处理及增加装饰工程量。
  4.GBF蜂巢芯钢筋混凝土空心楼盖
  4.1 蜂巢芯的形式、材料。
  4.1.1 蜂巢芯钢筋混凝土空心楼盖是一种新近推出的正交双向现浇工形肋梁空心楼盖技术,它自重轻,跨度大。它的传力骨架是通过柱与柱(墙)之间实心暗梁或明梁,结合蜂巢芯空心板工肋上下翼缘形成一个大的“工”字形截面梁。蜂巢芯空心楼盖包括蜂巢芯、现浇钢筋混凝土纵横肋、框架明梁或暗梁构成。 己经在一些工程项目上投入使用,取得了良好的经济效益和社会效益。
  4.1.2 蜂巢芯的标准尺寸为900mmx900mm;异形尺寸600mmx900mm,高度从200mm~650mm不等。
  4.1.3 蜂巢芯的性能指标:壁厚10mm,底板厚10~50mm(根据吊挂荷载确定)最大吊重可达650Kg/个,箱体为无机不燃烧材料,箱体自重0.6~1.0kn/m2; 蜂巢芯空心楼盖的空心率为50%~70%。
  4.1.4 蜂巢芯是采用高强无机胶结材料辅以无机纤维增强,复合制成的一个整体的、带加强筋的空心构件。蜂巢芯巢壁内有增强抗冲击性能的加强筋,底板内夹有钢筋或钢筋网。
  4.2 蜂巢芯空心楼盖的结构设计。
  4.2.1 蜂巢芯空心楼盖的结构布置应能合理地传递所承受的荷载和作用,具有明确的结构计算简图。楼板上有较大集中荷载的部位及柱帽处应采用实心板,并按计算配置钢筋。
  4.2.2 蜂巢芯空心楼盖厚度的确定:对于明框架梁蜂巢芯空心楼盖厚度可取1/30L~1/38L,对于暗框架梁蜂巢芯空心楼盖,其厚度由框架梁的高度确定,一般可取1/25L。
  4.2.3 蜂巢芯空心楼盖的结构计算同其他密肋楼盖结构相同,亦可采用等代框架梁计算,电算软件可采用SATWE、广厦、STRART、TBSA等认证正版软件。
  4.2.4 设计构造:蜂巢芯空心楼盖的混凝土强度等级不宜小于C30;楼面板厚度不宜小于40mm;肋梁高度不宜大于肋宽的8倍;蜂巢芯空心楼盖上需要开洞时,应开在蜂巢芯部位,尽可能不截断暗肋,必须截断时,应在洞的周边加圈梁或型钢,以补足被洞口削弱的板或肋的刚度及配筋。(见图4)
  4.3 蜂巢芯空心楼板的施工。
  4.3.1 蜂巢芯的运输、堆放及装卸过程应符合下列要求:应避免撞击和挤压,严禁甩扔;现场吊运应利用箱体上的预留吊钩采用塔吊单个或多个同时吊运,每次吊运不宜超过3个;应按不同品种、不同规格分类堆放,堆放场地应坚实、平整;应水平摆放,摆放高度不宜超过2m。
  4.3.2 蜂巢芯施工过程中应防止箱体损坏,出现明显破损时应及时更换或修补。
  图4
  4.3.3 预留预埋设施和管线易分散布置在肋梁的中部偏下,管径不宜大于30mm.当预埋位置与箱体排放位置发生冲突时,可适当调整预埋位置。PVC管线交叉部位应采用柔拱交叉,板厚不宜小于60mm,钢管交叉部位可降低一个箱体高度。箱体的定位采用拉线并在木模板上铺设自粘密封条固定。可采用先排放箱体后绑扎肋梁钢筋的顺序,也可先绑扎肋梁钢筋后放置箱体。采用后者时,箱体底部的预留钢筋容易弯折,故箱体放置完成后应安排专人进行调整。采用前者时应注意对箱体的保护,避免钢筋损坏箱体。
  4.3.4 蜂巢芯空心楼盖混凝土的浇筑:混凝土拌合物的坍落度不宜小于160mm;首先沿平行于楼板的短边方向进行浇筑,并设专人观察箱体,发现异常情况时,应及时处理;箱体的高度大于500mm时宜分两次浇筑混凝土,每次约为肋高的1/2,浇筑时混凝土布料应均匀;采用塔吊及泵送时,可直接在棚模上布置作业道;采用龙门架浇筑混凝土时需搭设架空马道,马道的支撑点应放置在有支撑的肋上,禁止将施工机具直接置于箱体上;混凝土振捣棒宜采用直径为30mm的小型振捣棒配合平板式振动器协同振捣,不得将振捣棒直接触压在蜂巢芯壁及预埋管线上。
  4.3.5 蜂巢芯空心楼盖的支撑体系同其他密肋楼盖,底模板可采用满铺法或条铺法,参见棚模结构。
  4.3.6 蜂巢芯空心楼盖的主要施工工序如下:
  支撑体系安装(搭设满堂脚手架及模板)→排放固定箱体→绑扎肋梁钢筋(或绑扎肋梁钢筋→放置箱体)→水电暖管线预留预埋→绑扎楼面板钢筋→混凝土浇筑→混凝土养护→支撑体系拆除。
  4.5 蜂巢芯空心楼板结构的主要技术特点。
  4.5.1 应用范围广,适用于大跨度、大荷载、大空间建筑及人防工程,非预应力结构最大跨度可达16米,配合预应力可达40米,常用跨度为6米~16米。
  4.5.2 降低建筑层高,与普通梁板结构比较,能有效降低建筑层高或层高不变增加净高,从而大大降低工程造价,经济效益显著,且工形肋梁受力合理;
  4.5.3 节省材料:与普通梁板结构相比较,蜂巢芯空心楼盖比同等厚度的实心板空心率达50%~70%,从而大大节省混凝土和钢材用量,且板底一平,节省模板用量及人工,根据跨度和荷载的不同,综合造价降低100~200元/m2。
  4.5.4 减轻楼盖自重,抗震性能好:蜂巢芯空心楼盖的经济跨度为7~12m,厚度在250mm~600mm,比同等厚度的实心板自重减轻40%~60%,抗震性能优越。
  4.5.5 板底平整,无需吊顶:蜂巢芯空心楼盖的板底完全平整,无需吊顶,装饰抹灰工程量少,室内美观整洁。且板底一平,没有主次梁分割,建筑空间分割布置灵活,不受主次梁限制。
  4.5.6 隔音效果优良:蜂巢芯空心楼盖的封闭空腔技术大大减少了楼层噪音的传递,楼盖撞击隔音效果提高10~20分贝。
  4.5.7 施工技术简单,支拆模方便,节省工期及人工,板底管线布设灵活方便,因无凸出梁而无需拐弯和变径,架设快捷方便,阻力小。
  4.6 蜂巢芯空心楼板结构尚存在的问题。
  4.6.1 因箱体制作工艺落后造成产品成本高,较其他类产品比较工程直接成本偏高。
  4.6.2 箱体体积大,运输及现场调运效率低,且占用施工现场多。
  4.6.3 破损率高:因箱体侧壁及顶壁壁薄,运输、装卸、现场调运安放及施工过程中易破损,且破损后修复困难,尤其是顶板钢筋绑扎完成后及混凝土浇筑过程中出现的破损,修复及更换更加困难。因壁薄,刚度差,尤其是高箱体,对混凝土浇筑振捣技术要求高,易造成侧壁撑模、破损现象。
  4.6.4 单个箱体顶壁受压承载力低,特别是高箱体因侧壁及顶壁壁薄,受压承载力低,承受施工荷载小。
  4.6.5 当采用先绑扎肋梁钢筋后放箱体时,箱体上的预留连接钢筋易弯折,需工人二次调整且调整难度大,当采用先放箱体后绑扎肋梁钢筋时,钢筋绑扎过程中易损坏箱体,增加破损率。
  5. 叠合箱网梁楼盖
  5.1 叠合箱的形式、材料。
  5.1.1 叠合箱网梁楼盖是箱型截面的密肋楼盖,由预制叠合构件“叠合箱”与后浇肋梁连接成梁板合一的整体,具有底部平整、大空腔蜂巢构造及空间受力的特性。叠合箱网梁楼盖不属于现浇空心板楼盖,它的基本受力单元是箱型截面肋梁。
  5.1.2 叠合箱是由高强轻质复合混凝土制成的中空箱体,由顶盖、底盖和四面侧板现场组装而成,箱体参与结构整体受力,同时又起到肋梁模板的作用。
  5.1.3 叠合箱的平面尺寸有1000mmx1000mm、1000mmx700mm、1000mmx500mm、700mmx700mm、500mmx500mm、1000mmx300mm,高度尺寸可在180mm~1000mm内任意调整。
  5.1.4 叠合箱侧壁为薄壁,厚度为8~12mm,叠合箱顶盖、底盖厚度可按结构不同部位进行调整,顶盖最小厚度为40mm,底盖最小厚度可为20mm(不考虑受力时),考虑受力时不小于40mm,叠合箱外伸的受力拉接筋应按计算配置,考虑受力时应与周边肋梁筋相匹配,钢筋间距一般不大于100mm。(见图5)
  5.2 叠合箱网梁楼盖的结构设计 。
  5.2.1 叠合箱网梁楼盖的结构高度:当为组合梁板体系(无梁楼盖)时,可取短向跨度的1/20~1/25,仅用作楼板时,可取短向跨度的1/25~1/40。
  5.2.2 叠合箱网梁楼盖一般不需另设外露柱帽,当荷载较大或地震作用较大时,可根据计算和规范构造要求设置外露柱帽以改善整体受力性能。
  5.2.3 叠合箱网梁楼盖的肋梁宽度一般为100~120mm,当为单肢箍时可为80~95mm,肋梁侧面保护层厚度可为10mm(考虑侧板厚度),上下面保护层厚度仍应满足规范要求。
  5.2.4 叠合箱网梁楼盖的计算截面为大翼缘箱型截面,采用通用有限元方法计算,其力学模型与实际结构接近,亦可采用按等代梁法的杆系结构软件计算,但是结果相差较大,造成有的部位浪费有的部位不安全。
  5.3 叠合箱网梁楼盖的施工。
  5.3.1 叠合箱网梁楼盖的支撑体系同其他密肋楼盖,底模板可采用满铺法或条铺法,参见棚模结构。
  5.3.2 在底模板上弹好叠合箱的位置线,对应叠合箱周边粘贴自粘式胶带,胶带高度不小于3mm,安放叠合箱底盖,检查周边缝隙。叠合箱底盖是受力构件,位置不同,厚度配筋也不同,应仔细对照设计图纸。然后绑扎肋梁钢筋,并将底盖外伸钢筋与肋梁主筋钩锚牢固。将侧壁插入底盖的承插口内,铺设管线预留预埋,管线传侧壁处应采用石膏密封,安放顶盖,并将顶盖外伸钢筋与肋梁主筋钩锚牢固。混凝土浇筑前应对已经就位的叠合箱侧壁进行浇水,以防混凝土失水。混凝土振捣棒宜采用直径为30mm的小型振捣棒,不得将振捣棒直接触压在叠合箱侧壁及预埋管线上。并设专人观察,发现异常情况时,应及时处理。
  图5
  5.4 叠合箱网梁楼盖结构的主要技术特点。
  5.4.1 应用范围广,适用于大跨度、大荷载、大空间建筑,非预应力结构最大跨度可达30米。
  5.4.2 节省混凝土及钢材用量,因叠合箱网梁楼盖的空心率大,且无需浇筑顶板(暗箱处除外),自重小,混凝土用量少,自然也就降低钢筋用量,同时抗震性能也增强。
  5.4.3 耐火性能好,叠合箱网梁楼盖耐火极限可达4小时。
  5.4.4 叠合箱网梁楼盖整体刚度大,工程实测挠度一般都小于1/500,转角变形小,对周边约束构件的扭矩作用小(通过有限元方法计算及实验结果证实)。
  5.4.5 降低层高,板底平整,无需吊顶:叠合箱网梁楼盖的板底完全平整,无需吊顶,装饰抹灰工程量少,室内美观整洁。且板底一平,没有主次梁分割,建筑空间分割布置灵活,不受主次梁限制。
  5.4.6 隔音效果优良:叠合箱网梁楼盖的封闭空腔技术大大减少了楼层噪音的传递。
  5.4.7 方便施工,节省模板,施工工艺简单,支拆模方便,节省工期及人工,板底管线布设灵活方便,因无凸出梁而无需拐弯和变径,架设快捷方便,阻力小。
  5.4.8 占用施工现场小,成叠放置,堆放紧凑,节约施工场地,便于运输。
  5.5 叠合箱网梁楼盖结构尚存在的问题。
  5.5.1 因生产工艺复杂,技术要求高,产品成本高,较其他类产品比较工程直接成本相对较高。
  5.5.2 侧壁壁厚偏薄,刚度差,且为装配式组合,整体性差,特别是肋梁较高时,混凝土浇筑过程中容易产生撑模甚至塌模。
  5.5.3 因需预起拱,拆除支撑后因挠度变形,底盖会产生斜裂缝(底盖预制并与肋梁整浇,肋梁挠度变形时会对底盖产生剪力)。
  6.其他产品
  目前建筑市场上还有塑料模盒空腹楼盖、薄壁管、高强薄壁管、筒芯、空心管、竹芯、薄壁盒、GRC薄壁水泥管、GZ高分子组合芯模、自稳型砼结构内模、加劲肋管、通孔芯模、泡沫体、双向网壳板箱等产品、工艺,其产品性能施工方法各异,但计算理论、技术特点大同小异,不再一一介绍
  7.结语
  随着国家建设事业的蓬勃发展,建筑工程领域中新技术、新材料不断涌现,各方面对结构的需求也日益变得丰富多彩,人们研究并提出各种更新、更适用、技术经济效果更好的结构体系。楼盖的选型是否得当,布置是否合理,不但关系到结构受力的好坏,而且对结构的正常使用、造价高低、建筑的功能环境也影响巨大。所以,在设计选用时,应因地制宜, 综合平衡,合理选用。
  
  参考文献
  [1] 《混凝土密肋及井式楼盖设计手册》 李培林 吴学敏 中国建筑工业出版社
  [2] 《钢筋混凝土密肋楼板》山东省标准设计图集,图集号L07G324
  [3] 《棚模密肋楼盖结构技术规程》山东省工程建设标准 DBJ/T14-054-2009
  
  [文章编号]1619-2737(2011)04-15-83
  [作者简介] 魏传师,(1971.2-),男,职称:工程师,1992年7月毕业,山东济南城市建设学校,工民建。
  注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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