现浇混凝土无梁空心楼盖技术的应用分析

现浇混凝土无梁空心楼盖技术的应用分析

何远宏

(上海晨兴房产开发有限公司,上海200233)

　　【摘　要】　介绍了现浇混凝土无梁空心楼盖体系的设计原理与施工技术特点,综合分析了该体系的优点。并结合具体工程设计案例,与其他普通梁板体系的设计方案进行综合技术经济比较分析,提出了该体系的设计原理和计算方法,可供同类新结构设计时参考。　　【关键词】　混凝土;　无梁空心楼盖;　普通梁板;　大跨度;　隔音;　节能　　【中图分类号】　TU37512　　　　　　　　　　　【文献标识码】　B

　　混凝土楼盖结构通常是由楼板、梁、柱、墙等组成。由于民用建筑功能的需求,楼盖跨度愈来愈大,荷载要求也愈来

愈高,楼盖厚度相应地增大,用钢量也急剧增加。如何减小用钢量和控制结构混凝土用量已成为工程界关注的问题。当前,国内在楼盖设计中广泛采用的是预应力技术和空心化技术,就是解决这个问题的方法之一。

(1/25)Ld～(1/30)Ld,Ld为板的短边长。

(2)最小配筋率为折算厚度的012%,最大配筋率为折

算厚度的112%。

(3)空心率宜控制在为30%～55%。

(4)适应跨度≤15m(非预应力),或≤25m(预应力空

心楼盖)。

1　设计原理

111　设计优化原理

2　现场施工

　　现浇混凝土无梁空心楼盖结构经过多年来的施工实践,已形成一套较为成熟的施工技术,与普通楼板施工相比仅多出空腔筒芯排管一道工序,其余均与常规施工一致。现场管理重点主要为技术交底、现场准备及施工程序控制等。按图纸根据筒芯的定位尺寸划线→底层钢筋交叉点钻

#

孔穿12铁丝并固定→安装模板→绑扎梁及楼板底筋、水电管预埋→放置筒芯保护层垫管→筒芯定位放线→筒芯排放→抗浮铁丝固定筒芯→绑扎楼板面筋→筒芯定位调整→检查抗浮铁丝→楼盖隐蔽验收检查→浇捣混凝土→找平压光。

在钢筋混凝土受弯构件中,对正截面而言,T形截面与矩形截面构件的承载能力是等同的。基于这一原理,在现浇楼板中放置空腔筒芯,形成孔洞,沿布管方向板的正截面就变成

了“工”字形截面;垂直于布管方向板的正截面变成了平面外有联系的“工工”字形截面。这种“工”字型截面和“工工”字形截面的承载能力与等量的实心板是相同的。由受弯构件的配筋公式As=M/(ζh0fy)可知,只要降低M或提高h0、fy,结构用钢量就会得到控制。由于“工”字形截面减轻了自重,故板的内力(弯矩M)就有所减小;将钢筋等级由Ⅱ级提高到Ⅲ级就会使fy增大;增加构件厚度就会使h0变大。在M、h0、fy三个要素中只有h0可以翻倍提高,其他两个要素的提高目前还是有一定限制的。因此,空心楼板的配筋量比等厚的实心板少,折算厚度也小,减轻了柱和基础的荷载,节约土建造价。

112　设计要点

(1)结构布置原则为:柱与柱、柱与剪力墙间设置框架

3　优点分析

　　(1)综合造价(直接成本)低:①无梁板的钢筋混凝土定额单价为有梁板的80%,降低了钢筋混凝土单价;②降低了

楼板钢筋混凝土的总重量;③由于自重降低,支承楼板的柱、

墙和基础荷载也相应减小,这样又可以减少构件截面,减少配筋;④降低了层高,提高了净空高度,节约竖向构件费用,

还可利用每层梁占领高度增加楼层,此项引起的综合造价可节省费用1%～2%。据统计,现浇空心混凝土无梁结构体系,依跨度和荷载不同,可降低建筑总造价5%～20%。

(2)适用范围广:现浇混凝土无梁空心楼盖技术适用于各种跨度和各种荷载的建筑,特别适用于大跨度和大荷载、大空间的多层和高层建筑。

(3)节省材料:与一般楼板体系比较,钢筋混凝土造价降

[收稿日期]2007-07-17

[作者简介]何远宏(1975～),江西上饶人,工学博士,

梁,框架梁围成的板采用现浇空心板。

(2)主体结构一般可按现行规范设计。因为此时楼板具

有相当的平面外刚度,计算时必须考虑厚板带来的有利影响,这样可以节省主梁高度和配筋。

(3)框架梁一般可设计成明梁或暗梁。明梁高度可取下

限;暗梁高度与空心板厚度相同,梁宽度可参考CECS175《现浇混凝土空心楼板结构技术规程》的规定。

(4)现浇混凝土空心板一般按单向或双向受力进行内力

及配筋计算。113　构造要点

(1)混凝土强度等级应不小于C20,板厚一般可取为:

主要从事房地产开发的技术管理工作。

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　工程结构　

采用SATWE进行整体计算。根据电算结果,梁用钢量49kg/m2,板用钢量23kg/m2,梁板钢量72kg/m2。本层梁板折算厚度01338m。412　采用现浇混凝土空心无梁楼盖(CHF)体系

柱距814m×814m,柱子600mm×600mm,框架暗梁800mm×450mm,空心楼板厚450mm。选用<300@350CHF管。柱帽2m×2m。楼板配筋:板底双向<16@150,板顶双向<12@100,柱上加强区另加板顶双向<18@100。计算简图见图2。

低5%～15%;模板损耗降低50%;节省竖向水、电、电梯、空调、内墙、外装饰费用10%～15%。

(4)节约能源:如果采取降低建筑层高,显然可以节省空

调等设备运营费。此技术的封闭空腔结构减少了热量的传递,使隔热、保温性能得到显著提高。

(5)使用功能改善,可灵活隔断:楼面平板有利房间灵活隔断,适合于大开间布置,不受传统的承重墙约束。由于墙体可以移动,在整个平面布置中,房间可任意布置,发展商可根据业主不同的要求,量身定造出不同面积、不同开间的住宅,业主也可在户内进行任意的个性化、人性化设计,而无需作结构上的改动。避免了传统住宅住户装修给结构带来的隐患。

(6)无需吊顶:由于楼板下无梁,无柱帽,房间无需吊顶,

节省吊顶装饰和吊顶更新所需的费用。

(7)提高净空:每层降低建筑梁高014m左右,提高净空

高度,有利于水平管线、空调管道的安装。

(8)降低自重:降低楼板和建筑自重,增加了基础承载的

安全性和可靠性。

(9)缩短工期:此技术与一般结构相比较,支拆模施工简

便、快捷,可缩短工期一半。

(10)隔音效果好:封闭空腔结构减少噪音传递,克服上下楼层的撞击噪音干扰,解决了厂房、住宅、图书馆、教室等特殊场所的噪音干扰问题,隔音效果提高了10～20dB。

4　案例技术经济比较分析

　　某开发工程地下室顶板楼盖结构,典型柱网814m×

814m,覆土1m,活荷载510kN/m,采用Ⅲ级钢,C30混凝

2

图2　空心无梁楼盖方案平面

土,各种楼盖结构方案的经济比较如下。411　采用普通梁板体系

柱距814m×814m,柱子600mm×600mm,框架梁500mm×1000mm,次梁300mm×600mm,楼板厚180mm。楼板配筋双层双向<12@150。计算简图见图1。

采用SATWE复杂楼板有限元计算分析,根据计算结果,

2

现浇混凝土空心无梁楼盖用钢量50155kg/m。本层梁板折算厚度01308m(包括暗梁和柱帽)。

413　经济比较

(1)楼板直接造价比较(按国家定额计算)。

经济指标参数:钢筋4300元/t,C30商品混凝土397元/m

节约混凝土价:397×(01338-01308)×1=11191元/m2节约钢筋价:4300×(7210-50155)/1000=92123元/m2节约模板价:60×50%=30元/m2以上合计:11191+92123+30=134114元/m

扣除CHF芯模造价(60元/m2)节约:134114-60=

74114元/m

2

2

3

(2)桩基造价比较。使用CHF楼板减少结构自重,可节

约:25×(01338-01308)×4=10141元/m

(3)降低层高带来的经济优势。使用CHF楼板技术,建筑每层可节省约400mm层高,一般地下室每降低100mm层高,可降低楼层土建综合造价115%(地下室土建造价一般

2

2500元/m)。可节省土建综合造价:2500×115%×400/100

2

=150元/m2。

(4)由于CHF楼板,无次梁和主框架梁,大约可节省水、

电设施费(含减少喷头、管线的费用)约15元/m2。

图1　井字梁楼盖方案平面

综合以上各点,约可节约工程(直接)造价:74114+10141+150+15=249155元/m2。(下转第145页)

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的附件。限位块与绑扎空心筒的铁丝同时设置,它既能保证空心筒在浇捣时顺筒间距的正确,又能控制空心筒上浮。绑扎空心筒方法采用16铁丝(详见顺筒方向布置剖面,以能可靠固定筒芯为标准),应安装在空心筒距两端1/4左右处,与限位块同时固定牢靠。必要时筒芯的上端可用铁丝与上层钢筋拉牢固定;

(4)排布空心筒时,应按空心筒结构布置图施工。如设

#

工程结构　

(7)浇筑混凝土时,要注意空心筒是否有上浮现象,一旦

有上浮,应立即停止混凝土浇筑,待采取相应的措施(可以采取跳格开孔减小浮力法)后再继续作业。41313　其　它

(1)跨度大于9m、柱网大于8m×8m时,混凝土的强度

达到100%方可拆模;后浇带两侧一定范围支撑必须等后浇带浇捣完毕达到设计强度后方可拆模。

(2)由于筒芯底部混凝土层较薄,因此安装底部钢筋时,必须认真安放并固定好混凝土垫块,混凝土垫块厚度为15～20mm,在铺筒前应先进行一次检查调整,以确保底部混凝土保护层的厚度。

(3)在浇筑混凝土时空心筒会承受很大的浮力,因此必须将“顺筒方向钢筋布置图”中的拉筋与上下钢筋拉结锚固,拉结锚固筋一般每隔600～900mm与上下钢筋网片点焊住,以防施工过程中绑扎拉筋的铁丝脱落。

(4)检验以目测为主,辅以量测。目测对象为整个施工中的楼盖;量测对象以两对相邻梁所围闭成范围作为一个检测区间,每区间随处抽取进行量测。施工面积不大于500m2的楼盖,每层抽测三个区间,超过500m以上部分,每增加200m2,加抽一个区间。

2

计未作要求,宜将其与最靠近梁、墙钢筋的净空间距调为≥

50mm左右,与预留孔洞的净空间距调为≥100mm;

(5)空心筒下的预留筒线盒、预埋筒线交叉点应可能布

置在筒间肋位置,必要时该位置的空心筒可断开或在空心筒筒身锯缺口并堵填,让出筒线位置,或换以小直径筒芯替代;

(6)空心筒安装过程中如有因施工人员、设备、材料压破

筒身造成局部破损,对破损处采取规范建议的方法进行修补,也可用塑料布、水泥包装袋、封口胶带等进行应急封补、填塞,孔洞较大时可先于孔内内塞塑料布,水泥包装袋之类材料,以防浇筑混凝土水泥浆进入空心筒内;

(7)吊运楼板面筋要轻放并采取有效措施,确保大捆钢筋不直接堆放在空心筒上;

(8)空心筒安装完成后须进行隐蔽验收,合格后方可转入下道工序,并作好空心筒质量验收记录。

41312　现浇混凝土空心楼盖混凝土浇筑

(1)现浇混凝土塌落度要求为:16cm,石子粒径为5～30mm;

(2)空心筒或其他施工工具不可直接放置在筒芯上,可

5　结束语

　　(1)针对各类物业的不同使用功能要求对工程造价带来

的影响,应尽可能采用合适的建筑设计技术加以弥补或改善。本项目通过技术论证及经济分析比较,确定以无梁空心楼盖代替普通梁板结构,从使用功能和经济两方面均取得了令人满意的结果。

(2)现浇混凝土空心楼盖施工技术重点难点在于空心筒的排放及抗浮、混凝土浇筑。本项目中通过专业单位技术交底,辅以现场样板段先行,对楼板施工的整体进度管理及质量控制起到了十分重要的作用。

(3)无梁空心楼盖在结构设计中计算前提是项目建成后

以垫脚手板放在筒上或在空心筒间缝隙处安放支撑。禁止将施工机具直接压放在筒芯上,施工人员要注意保护空心筒避免硬质物体直接冲击空心筒;

(3)混凝土下料时不宜太急,也不可太多。当楼板厚超过25cm时混凝土应分两层浇筑,但间隔时间不得超过混凝土初凝时间;

(4)混凝土的浇筑,应沿平行于筒芯方向下料和振捣;若

沿垂直筒芯方向下料时,也得顺筒方向振捣,不可多点围合式浇筑;

(5)浇筑混凝土时,应安排适量的安装空心筒工人,随浇

不对该区域楼板进行随意改造;若项目今后可能对相应区域楼板进行开孔等处理时,需与原设计单位联系做专项改造方案。

参考文献

[1]　CECS175:2004现浇混凝土空心楼盖结构技术规程[S].[2]　中国工程建设标准化协会混凝土结构专业委员会.全国现浇混

筑作业及时调整、修补筒芯;

(6)浇筑混凝土空心楼盖时,暗梁或大梁处可用普通振动棒,筒与筒间肋处应严格采用插入式小振动棒(直径35mm)进行振捣,面层混凝土用平板式振动器振捣。先将插入式振动器在筒芯间缝隙中振捣,不宜直接接触或压在筒芯上进行振捣,筒芯间混凝土密实后可采用平板式振动器随振随找平,随捣随抹;

(上接第142页)

凝土空心楼盖结构技术交流会论文集[G].上海,2005.

[3]　迟晓明.工程造价案例分析[M].机械工业出版社,2005.[4]　严卫国.800mm厚现浇混凝土空心楼板大直径GBF空心筒胎

模的稳定性控制[J].建筑施工,2007(5).

活隔断以及抗震等诸多方面的更高要求,突破了传统建筑结构模式,从根本上缩短了施工周期,减轻了建筑物自重,优化了建筑物使用功能效益,具有明显的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]　GB50010-2002混凝土结构设计规范[S].[2]　GB50009-2001建筑结构荷载规范[S].[3]　JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程[S].

5　结　论

　　现浇混凝土无梁空心楼盖技术具有综合造价低、施工便捷、

提高净空、改善使用功能、隔音、节能等优点。该技术体系特别适用于大跨度、大荷载、大空间的多层和高层建筑。这种新型、实用、经济的建筑结构体系,能满足各类建筑的层高、大开间、灵

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