现浇混凝土空心楼盖设计在某航空业务楼中的应用

1、现浇混凝土空心楼盖设计在某航空业务楼中的应用摘要：现浇混凝土空心楼盖结构已在我国得到广泛应用，本文简要分析了利用PKPM进行混凝土空心楼板设计的理论依据，并结合工程实际，详细介绍了具体应用过程，最后指出了现浇混凝土空心楼盖设计和施工中应注意的问题和解决方法。关键词：现浇混凝土空心楼盖，PKPM，施工中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号： 现浇混凝土空心楼盖技术是最近几年国内发展起来的楼盖结构新技术。该技术具有适用范围广，建筑空间分割灵活等优点，并能有效减少钢筋、砼用量，使结构自重降低，墙、柱和基础荷载也相应减少，从而也使基础承载的安全性提高，抗震性能增强。此外，楼盖的封闭空腔（内模）也

2、使楼盖隔音效果大大增强。正是由于具有以上优点，当前现浇空心楼盖技术已在全国迅速推广，并广泛应用于办公楼、图书馆、医院、疗养院、体育馆等大跨度的建筑中，然而现浇混凝土空心楼盖结构比较复杂，如何合理设计已成一大难题。为此，本文将通过某航空业务楼设计过程详细介绍现浇混凝土空心楼盖设计在具体工程设计中的应用。 1. 工程概况 本设计为某航空业务楼，采用框架抗震墙结构，主楼16层，副楼12层，地下一层地下室，建筑高度59.9 m总建筑面积18024 m2。地下1层为停车场和设备间，层高5.0m，整栋楼是集办公，健身，接待室，陈列室以及餐厅等为一体的综合楼。由于甲方要求重要房间内柱、梁不凸出，且建筑层高有

3、限制，结构设计为满足大净空大净宽要求，局部柱网尺寸达7.8mX8.4m。在满足业主对层数和功能的要求下，又要使大空间办公场所拥有优良的空间，本工程在楼面结构设计时采用BDF薄壁空心管现浇空心楼面。 2. PKPM设计现浇混凝土空心楼盖理论依据 利用PKPM软件设计空心楼板的难度在于PKPM无法直接建立空心楼板模型。CECS175：2004的4.3.1及其条文说明，各层采用的空心板属于边承板。因为框架梁高为板厚的3倍以上，且板恒活荷并不大，故连续板的中跨板边界条件可按固端考虑；同时考虑到相邻实心板厚度并未取很厚，若按固端考虑则边界支座负弯矩很大导致薄板开裂，故厚板薄板交界处边界应按简支考虑。再按

4、4.3.3及其条文说明，这种空心板可以按普通实心板的方法进行设计。现采用PKPM电算软件按实际板厚度的实心板，采用弹性算法进行板的弯矩及剪力计算，然后再根据得出的弯矩及剪力进行空心板的配置。 3. 设计过程 3.1 已知条件 本工程最大柱网为7.8mX8.4m，BDF薄壁空心管布置如左图所示。按照CECS175：2004的6.1.2和6.1.3，楼板的板厚为h250mm，空心管的直径为D=150mm，长度为L=1m，管端肋宽为a150mm，管间肋宽b50mm。活载标准值为3.5kN/m2。板混凝土C25 ，钢筋 HRB335，HPB235。 3.2 荷载计算 (一) 现浇空心楼板折算厚度： =

5、173mm 考虑装修恒载1.7，则楼板恒载为：250.173+1.7=6.025 KN/M2 (二) 活载：考虑墙上砌轻质隔墙后为： 3.0。 3.3 配筋计算 （一）截面简化 在横管方向上，截面简化时可以如图1.11(a)所示方法，上翼缘的高度取板顶厚度，下翼缘的高度取空心板板底的厚度，腹板的宽度取两根空心管之间最小距离，高度为空心管的直径。这样处理在工程偏于保守，也可在横管方向上保留一定的安全储备。顺管方向上，取管端肋和左右空心管的一半长度作为一个计算单元，如图1.11(b)所示。 (二)板底筋计算： 经PKPM计算，各250厚的空心板顺管及横管方向每米宽板底正弯矩最大值为 ：Mmax=3

6、1.3，位于第4层。 若取200宽为计算单元Mmax=6.26 s =6.261000000/(11.92002302)=0.050 =1- SQRT(1-2s) =0.051 x=xH0 =0.051x230=11.950mm(受压区位于翼缘内) 已按所有250厚空心板中的最大正弯矩验算，但仍属于一类截面，故所有250厚空心板底抗弯配筋可按一类截面计算。 按照的4.3.3的条文说明，可以忽略顺管与横管的惯性矩差异，底筋配筋结果直接取PKPM板配筋计算书。 （三）板支座负筋计算： 经PKPM计算，各250厚的空心板顺管及横管方向每米宽板面负弯矩最大值为 ：Mmax=57.3，位于第15层。 若

7、取200宽为计算单元Mmax=11.46 s =11.461000000/(11.92002302)=0.091 =1- SQRT(1-2s) =0.096 x=xH0 =0.096230=22.0 50mm(受压区位于翼缘内) 已按所有250厚空心板中的最大负弯矩验算，但仍属于一类截面，故所有250厚空心板顶抗弯配筋可按一类截面计算。 按照的4.3.3的条文说明及5.1.2.1，可以忽略顺管与横 管的惯性矩差异，支座负筋配筋结果可直接取PKPM板配筋计算书。 (四)构造钢筋 按照的6.1.7.1及其条文说明，在空心板四角的板底及板顶需配置附加构造钢筋。现因为板顶已经设置了双向的温度收缩筋62

8、00，且板顶负筋又有了分布筋，故板顶不需再另设置附加钢筋。 只需在空心板四角的板底设置45的斜向构造钢筋148100 （五）裂缝验算 按照的5.2.6，可按的8.1.2条进行裂缝计算，因为工字形截面的Ate小于同截面尺寸的矩形截面，故空心板的裂缝宽度小于同厚度实心板裂缝。现在PKPM按250厚实心板计算得最大裂缝为0.195mm，位于第2层。小于限值0.3mm。空心板还小于0.195，故裂缝满足要求。 （六）挠度验算 因为工字形截面的Bs小于同截面尺寸的实心板，故空心板的挠度大于实心板的挠度，约为实心板的110120%，现在PKPM所有250厚实心板计算得最大挠度为21.23mm，位于第7层。

9、空心板为25.48mm，25.48/7800=3.2，小于规范限值1/300，且按的7.1.4，施工支模起拱 0.20.3%。综上，挠度完全满足要求。 3.4 设计和施工中应注意的问题和解决方法 (1)空心板配筋形式按规程要求在垂直管方向既可均匀配置，也可集中配置。集中配置适合于荷载较大，配筋较多的情况，但应注意支座负筋间距不得小于50，以方便施工中砼振捣。 (2)因砼空心楼盖的上下翼缘较薄，因此预埋的各种管线对其影响较大，设计中应尽量减小预埋管的外径，避免交叉。如不同电气系统管线存在交叉，可将部分系统管线在空心板顶面翼缘内布设，其他系统管线在空心板底面翼缘内布设。 (3)在设计中如遇超长结构

10、，可按钢砼规范要求设置后浇带，但应注意对后浇带内GRF管的保护，不得水泡和踩踏，接缝处应保证全截面均为砼，必要时可将接缝处BDF管去掉或采用非标准长度管。 (4)同样因为上下翼缘较薄，BDF管间距较近，在施工中应注意选用小粒径的砂石拌制砼，合理控制坍落度，对振动棒无法插入的情况特别处理。如，在振动棒端部加焊钢筋插入板下翼缘进行振捣。施工中可采用二次浇注的方法来避免空鼓，即先均匀浇筑砼至板肋半高位置，待砼下沉稳定（砼初凝前）后再浇筑面层。其好处是可将板内气泡排除，并能直观地看到肋间下部砼的浇筑情况，有效地保证砼浇筑质量。 (5)施工中应采取切实有效的措施固定BDF管，防止其移动和上浮。 4. 结论 综上所述，现浇混凝土空心楼盖的设计可以采用PKPM按折算板厚的实心混凝土楼盖计算，相对于之前的等代梁法和有限元法大大减少了工作量。随着现浇混凝土空心楼盖的设计和施工技术的日渐成熟以及现浇混凝土空心楼盖的大净空大净宽优势，越来越多的工程领域应用现浇混凝土空心楼盖。最近一些地下室车库也在尝试采用现浇混凝土空心楼盖，这个领域的设计和施工还有待研究和推广。 参考文献 【1】金建，现浇钢筋混凝土无渠空心板工作性能的实验研究南京：东南大学学报2004 【2】余景良，现浇空心楼盖GBF管施工的