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摘要：介绍了边支承空心楼盖的设计方法，通过对普通十字梁楼盖与空心楼盖的比较，得出空心楼盖的优缺点。提出了空心楼盖设计中需要加强的构造措施。
关键词：结构设计十字梁楼盖空心楼盖构造措施
中图分类号：TU8 文献标识码： A
1 工程介绍
本工程为三层框架结构，建筑物总高度为13.200m，总建筑面积4850.1平方米。采用框架结构体系，工程建筑抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g，设计地震分组为第一组，建筑抗震设防类别为 丙 类，结构的设计使用年限为 50年，建筑结构安全等级为 二 级，框架抗震等级四级。
根据甲方要求，希望在满足建筑物内部使用功能的前提下结构形式能有所创新，考虑到8mx8m大柱网的经济性，决定在教学楼标准层采用BDF现浇混凝土空心楼盖。
2 普通十字梁楼盖结构布置与空心楼盖结构布置的对比
现以7.8mx8.0m标准跨度的楼板为例，分别说明两种楼盖布置形式的计算方法和配筋结果。
2.1 十字梁楼盖
根据经验公式计算，楼板厚度均为110mm，柱子截面尺寸为500x500mm，框架梁截面尺寸为250x650mm和300x550mm两种，十字梁截面尺寸为250x500mm。应用结构计算软件PKPM(08版)中的 SAT-8计算模块，可得粱、板计算结果。
2.2 BDF空心楼盖
由于教室之间均有隔墙，可在柱间布置刚度较大的框架梁，所以空心楼盖各区隔板均为边支承板，可按不考虑空腔影响的弹性板进行内力分析。
2.2.1 筒芯布置
根据《现浇混凝土空心楼盖》（05SG343）（以下简称图集）表6.3规定，边支承双向经验板跨高比为35~45，采用直径为150mm的筒芯，顺筒肋宽取50mm，板顶厚度、板底厚度均为50mm。按《图集》39页筒芯楼板截面参数表直接查得楼板的等面积折算厚度he,A为162mm。
2.2.2 荷载计算
楼板横载G=25x0.162+2=6kN/m2，活載Q=2.5 kN/m2。楼板荷载设计值q=1.2x6+1.4x2.5=10.7 kN/m2。
2.2.3 内力计算
各区隔板取轴线跨度进行计算。板跨支座情况为四边简定，短跨lx=7.6m，长跨ly=8m，lx/ly=0.95。考虑混凝土的柏松比vc=0.2，按《建筑结构静力计算手册》查得弹性板内力计算系数见表1。
表1 弯矩计算系数
2.2.4 配筋计算
根据考虑薄膜效应后的弯矩计算系数，按公式“M=ql2x计算系数”
得到弯矩。然后按公式“As=M/0.9h0fy”得到计算配筋面积，式中h0均取220mm。计算结果见表2。
表2 楼板单位宽度弯矩及计算配筋
2.2.5 受剪承载力计算
对四边固定板，先按图1中左边所示样式布置筒芯，即筒芯沿短跨顺向布置。两个方向计算板带剪力设计值均为V=10.7X3.7X0.2= 7.9kN，查《图集》得楼板顺筒、横筒方向受剪承载力分别为14.64kN、6.76kN，故横筒方向受剪承载力不能满足设计要求。
改按图1中右边所示样式布置筒芯，在长跨方向的支座边各布置一排1000mm长筒芯，则此时横筒方向剪力设计值为V=10.7X（3.7-1.0）X0.2=5.7kN，各方向受剪承载力计算均满足要求。
图1 筒芯布置形式
2.2.6 楼板配筋
根据得出的计算面积，空心楼盖板钢筋采用贯通筋与短钢筋交错布置方式配置。贯通筋双层双向拉通，上部贯通筋为R7@180，下部贯通筋为R 9@180，如平面图中另配有短钢筋则贯通筋与短钢筋交错布置。
2.2.7 框梁配筋
框梁配筋仍采用结构计算软件PKPM计算得出，值得注意的是在输入楼板厚度时应输入与空心楼盖抗弯刚度相等的实心楼板厚度，查《图集》可得当楼盖厚度为250mm，其中筒芯直径为150mm时，与此空心楼盖抗弯刚度相等的实心楼盖厚度为242mm。但在输入楼板荷载时应选择不考虑楼板自重，按实际的空心楼盖自重输入。
2.3两种楼盖布置方式经济性比较
现对两种楼盖布置方式进行经济性比较，具体结果见表3。
表3 空心楼盖与十字梁楼盖经济性比较
从配筋结果及表中数据可知，虽然空心楼盖的板及次梁钢筋用量略高于十字梁楼盖，但是框架梁的钢筋用量明显低于十字梁楼盖。在混凝土用量方面，虽然空心楼盖也略高于十字梁楼盖，但是空心楼盖的楼板刚度却得到显著提高，这点正是空心楼盖在大跨度结构体系中得到广泛应用的原因所在。
而且如果算及楼层净高增加以及大跨处楼板平整不需吊顶等建筑装修费用降低的话,采用空心楼盖的框架结构优势更加明显。
3 构造要求
空心楼盖技术虽然已日趋完善，但是面对现在施工单位水平良莠不齐的现状，设计人员在构造措施上仍然需要特别注意。
（1）空心楼盖角部1/4跨度内，板底和板面均应配置相应的构造钢筋，防止温度变化等因素造成楼板开裂。
（2）应采取切实有效的办法固定筒芯。在横筒与顺筒两个方向均设置上下拉结筋，以加强筒芯的固定。
（3）混凝土浇捣时，应采取有效措施防止筒芯上浮。筒芯上浮是造成筒芯移位的重要因素。
4 结论
现浇混凝土空心楼盖技术是新兴的钢筋混凝土现浇楼板结构,由于它刚度大，整体性强，特别适合用于大跨度、大空间的多层和高层建筑,是一种性价比优越、更符合人性化要求的高技术水平的结构体系。目前,这种技术虽处于推广应用阶段,仍有不少经验有待总结,但在今后众多的现代节能环保型的建筑中,该技术将有着比较广阔的应用前景。
参考文献；
[1] 中国建筑标准设计研究院. 现浇混凝土空心楼盖(05SG343). 北京：中国计划出版社. 2007.2
[2] 梁兴文 史庆轩. 混凝土结构设计. 北京：科学出版社. 2004.2
[3] 苏洪军. 钢筋混凝土现浇空心楼盖设计. 低温建筑技术. 2007年第三期
关键词：结构设计十字梁楼盖空心楼盖构造措施
中图分类号：TU8 文献标识码： A
1 工程介绍
本工程为三层框架结构，建筑物总高度为13.200m，总建筑面积4850.1平方米。采用框架结构体系，工程建筑抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g，设计地震分组为第一组，建筑抗震设防类别为 丙 类，结构的设计使用年限为 50年，建筑结构安全等级为 二 级，框架抗震等级四级。
根据甲方要求，希望在满足建筑物内部使用功能的前提下结构形式能有所创新，考虑到8mx8m大柱网的经济性，决定在教学楼标准层采用BDF现浇混凝土空心楼盖。
2 普通十字梁楼盖结构布置与空心楼盖结构布置的对比
现以7.8mx8.0m标准跨度的楼板为例，分别说明两种楼盖布置形式的计算方法和配筋结果。
2.1 十字梁楼盖
根据经验公式计算，楼板厚度均为110mm，柱子截面尺寸为500x500mm，框架梁截面尺寸为250x650mm和300x550mm两种，十字梁截面尺寸为250x500mm。应用结构计算软件PKPM(08版)中的 SAT-8计算模块，可得粱、板计算结果。
2.2 BDF空心楼盖
由于教室之间均有隔墙，可在柱间布置刚度较大的框架梁，所以空心楼盖各区隔板均为边支承板，可按不考虑空腔影响的弹性板进行内力分析。
2.2.1 筒芯布置
根据《现浇混凝土空心楼盖》（05SG343）（以下简称图集）表6.3规定，边支承双向经验板跨高比为35~45，采用直径为150mm的筒芯，顺筒肋宽取50mm，板顶厚度、板底厚度均为50mm。按《图集》39页筒芯楼板截面参数表直接查得楼板的等面积折算厚度he,A为162mm。
2.2.2 荷载计算
楼板横载G=25x0.162+2=6kN/m2，活載Q=2.5 kN/m2。楼板荷载设计值q=1.2x6+1.4x2.5=10.7 kN/m2。
2.2.3 内力计算
各区隔板取轴线跨度进行计算。板跨支座情况为四边简定，短跨lx=7.6m，长跨ly=8m，lx/ly=0.95。考虑混凝土的柏松比vc=0.2，按《建筑结构静力计算手册》查得弹性板内力计算系数见表1。
表1 弯矩计算系数
2.2.4 配筋计算
根据考虑薄膜效应后的弯矩计算系数，按公式“M=ql2x计算系数”
得到弯矩。然后按公式“As=M/0.9h0fy”得到计算配筋面积，式中h0均取220mm。计算结果见表2。
表2 楼板单位宽度弯矩及计算配筋
2.2.5 受剪承载力计算
对四边固定板，先按图1中左边所示样式布置筒芯，即筒芯沿短跨顺向布置。两个方向计算板带剪力设计值均为V=10.7X3.7X0.2= 7.9kN，查《图集》得楼板顺筒、横筒方向受剪承载力分别为14.64kN、6.76kN，故横筒方向受剪承载力不能满足设计要求。
改按图1中右边所示样式布置筒芯，在长跨方向的支座边各布置一排1000mm长筒芯，则此时横筒方向剪力设计值为V=10.7X（3.7-1.0）X0.2=5.7kN，各方向受剪承载力计算均满足要求。
图1 筒芯布置形式
2.2.6 楼板配筋
根据得出的计算面积，空心楼盖板钢筋采用贯通筋与短钢筋交错布置方式配置。贯通筋双层双向拉通，上部贯通筋为R7@180，下部贯通筋为R 9@180，如平面图中另配有短钢筋则贯通筋与短钢筋交错布置。
2.2.7 框梁配筋
框梁配筋仍采用结构计算软件PKPM计算得出，值得注意的是在输入楼板厚度时应输入与空心楼盖抗弯刚度相等的实心楼板厚度，查《图集》可得当楼盖厚度为250mm，其中筒芯直径为150mm时，与此空心楼盖抗弯刚度相等的实心楼盖厚度为242mm。但在输入楼板荷载时应选择不考虑楼板自重，按实际的空心楼盖自重输入。
2.3两种楼盖布置方式经济性比较
现对两种楼盖布置方式进行经济性比较，具体结果见表3。
表3 空心楼盖与十字梁楼盖经济性比较
从配筋结果及表中数据可知，虽然空心楼盖的板及次梁钢筋用量略高于十字梁楼盖，但是框架梁的钢筋用量明显低于十字梁楼盖。在混凝土用量方面，虽然空心楼盖也略高于十字梁楼盖，但是空心楼盖的楼板刚度却得到显著提高，这点正是空心楼盖在大跨度结构体系中得到广泛应用的原因所在。
而且如果算及楼层净高增加以及大跨处楼板平整不需吊顶等建筑装修费用降低的话,采用空心楼盖的框架结构优势更加明显。
3 构造要求
空心楼盖技术虽然已日趋完善，但是面对现在施工单位水平良莠不齐的现状，设计人员在构造措施上仍然需要特别注意。
（1）空心楼盖角部1/4跨度内，板底和板面均应配置相应的构造钢筋，防止温度变化等因素造成楼板开裂。
（2）应采取切实有效的办法固定筒芯。在横筒与顺筒两个方向均设置上下拉结筋，以加强筒芯的固定。
（3）混凝土浇捣时，应采取有效措施防止筒芯上浮。筒芯上浮是造成筒芯移位的重要因素。
4 结论
现浇混凝土空心楼盖技术是新兴的钢筋混凝土现浇楼板结构,由于它刚度大，整体性强，特别适合用于大跨度、大空间的多层和高层建筑,是一种性价比优越、更符合人性化要求的高技术水平的结构体系。目前,这种技术虽处于推广应用阶段,仍有不少经验有待总结,但在今后众多的现代节能环保型的建筑中,该技术将有着比较广阔的应用前景。
参考文献；
[1] 中国建筑标准设计研究院. 现浇混凝土空心楼盖(05SG343). 北京：中国计划出版社. 2007.2
[2] 梁兴文 史庆轩. 混凝土结构设计. 北京：科学出版社. 2004.2
[3] 苏洪军. 钢筋混凝土现浇空心楼盖设计. 低温建筑技术. 2007年第三期