GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼

1、GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼(屋)盖本文介绍GRF薄壁空心管现浇混凝土空心楼(屋)盖板的设计原理、施工工艺、应用效果，比较GRF空心楼(屋)盖板与普通钢筋混凝土有梁板结构之间存在的优点和不足，从而论述这种结构型式选用的原则。薄壁空心管现浇混凝土空心楼(屋)盖板,是将一种用高强复合材料制成的两端有封堵的空心园管(GRF)直接埋置于现浇混凝土板中,形成非抽芯式的现浇混凝土空心板,故简称为GRF空心板。薄壁空心管以快硬硫铝酸盐水泥(或铁铝酸盐水泥)为胶凝材料,加入适量的外加剂,采用玻璃纤维布做增强材料复合而成的空心薄壁管,以GRF表示1。GRF空心板能够实现在较大跨度的现浇楼(屋)盖板的上下

2、表面无凸起明梁,从而既能提高建筑物的净空高度、降低建筑物的层高和总高度,又能使室内空间开阔美观,减少装饰费用、便于灵活分隔；且在兼顾现浇混凝土结构整体性、抗震性好的同时,还能改善楼(屋)盖板的隔音、保温等性能。1 GRF空心楼(屋)盖板体系设计原理(1)GRF薄壁空心管的规格尺寸。根据现浇混凝土楼(屋)盖板的设计厚度不同,GRF管的规格尺寸可参考表1选用1。(2)楼(屋)盖板中GRF的布置。周边支撑的现浇混凝土空心板,当板的长边与短边之比不大于2时,应按双向板计算；当板的长边与短边之比大于2小于3时,宜按单向板计算,且应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；当板的长边与短边之比大于3时,应按单向板

3、计算。平面形状不规则的非矩形板,宜采用有限元的方法计算。在单、双向板中GRF的布置方式见图11。注：图中h为板厚；b为空心管中心距；a1、a2分别为空心管与板上、下边缘之间的距离,应满足混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第9.2.1条有关规定。(3)GRF板适宜跨度为6m L 15m,板厚可取L/25L/35范围(L为短边跨度),且板厚宜200mm。GRF板的空心率()为3055,空心率可按下式简化计算2。d2/bh100%(4)现浇框架或框架剪力墙结构中,GRF楼(屋)盖板体系按“空间等代框架结构”建立计算模型。柱与柱之间布置暗梁,通过现浇实心暗梁与现浇空心楼盖上下翼缘紧密接合形

4、成加强的扁框架梁,GRF楼盖板沿顺管方向为“工”字形截面,沿垂直管方向由于楼板内配置了肋间钢筋可形成空间桁架的传力体系。内力及位移计算时,应优先采用有限元空间模型的计算方法14。(5)暗梁或加强扁梁的宽度一般大于框架柱截面尺寸,因此关键在于与柱的联结传递垂直荷载和水平地震荷载,此外还必须考虑柱周围实心暗梁的抗扭承载力,即通过计算在暗梁内配置相应的抗扭箍筋和纵筋12。2 GRF空心楼(屋)盖板施工2.1施工工艺在已完成的楼盖上测量放线安装支撑和龙骨支楼板底模底模自检验收并记录对GRF及预埋水电线管盒等定位,暗梁钢筋安装预埋管底水电线管盒及竖向穿板套管安装底层钢筋、垫铁、垫块及肋间钢筋网片暗梁及底

5、层钢筋隐蔽初验,GRF入模前逐根进行外观检查后进行排放,管间用横向钢筋定位,管段两端做抗浮锚定隐蔽验收安装面层钢筋及板面预埋水电线管盒,铺设架空马道,清除底板杂物钢筋隐蔽工程验收并记录浇筑混凝土,随浇混凝土随修补调正钢筋、薄壁管混凝土养护,达到要求强度后拆模3。2.2施工技术措施(1)GRF薄壁管空心楼(屋)盖板的模板与钢筋工程施工执行混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002；GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼(屋)盖板技术规程DBJ/T34-204-2004和现浇混凝土空心楼盖结构技术规程CECS175-2004。(2)龙骨和支撑的布置宜考虑兼作薄壁管抗浮锚定的要求,模板应双

6、向起拱或单向起拱2.55.034。(3)在薄壁管安装过程中,将管垫至设计标高后,应在每段管距离管两端头约1/4管长处作抗浮固定,不得利用底层钢筋作抗浮固定。(4)混凝土的浇筑宜沿薄壁管纵轴单向进行,不宜沿垂直薄壁的方向作多点围合式浇筑1。(5)混凝土的坍落度为1518cm,且布料与振捣同步进行,保证薄壁管底部被混凝土充满,无积存气囊、气泡。3 GRF空心楼(屋)盖板应用效果根据理论计算和工程应用实例分析,GRF现浇混凝土薄壁管空心楼(屋)盖板的实际效果如下。(1)模板制安较钢筋混凝土有梁板简单,减少了模板的裁损,提高了模板的周转次数。但增加了薄壁管的安装工序,钢筋绑扎安装工作量加大,整体工程施

7、工进度较普通有梁板慢。(2)钢筋用量大大高于普通有梁板,在相同件下,无梁空心楼板的钢筋用量一般为普通有梁板钢筋用量的2倍左右5。(3)混凝土用量高于普通有梁板20%以上。(4)降低了层高,提高了净空高度,减少了竖向水、电、顶棚抹灰和消防工程的费用。(5)综合造价高于普通钢筋混凝土有梁板5。4结语签于此,作者认为GRF空心楼(屋)盖板结构的设计选型应慎重考虑。只有在建筑物的层高或总高有严格限制,或同一层平面内只有少量大开间房屋的高度有特殊要求时才能考虑选用,这样它的使用价值才能得以充分体现。大面积楼(屋)盖板结构整体选用GRF薄壁管空心楼(屋)盖板结构型式是不经济的。参考文献1安徽省建设行业标准

8、.DBJ/T34-204-2004,GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼(屋)盖板技术规程.合肥.2004.2建设部行业标准现浇混凝土空心楼盖结构.CECS175-2004,技术规程.北京.2004.3鲁春梅.现浇混凝土GBF高强薄壁管空心楼板施工.北京:施工技术,2004,12.4黄土元等编著.近代混凝土技术.陕西科学技术出版社,1999.5肖桃李主编.工程造价案例分析.北京:机械工业出版社,2005,5.GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼盖板施工技术方案一、 引言 GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼盖板是将高强复合材料制成的两端有封堵的GRF薄壁空心管直

9、接埋置于现浇混凝土板中，形成非抽芯式的现浇混凝土空心平板，适用于较大跨度的现浇楼盖板，它具有自重轻、整体性能好，改善隔音、保温性能，提高净高，节省装修费用，施工方便快捷，便于空间灵活分割等优点。二、 编制依据本施工方案编制的主要依据有：GRF薄壁空心管现浇钢筋混凝土空心楼（屋）盖板技术规程DBJ/T34-204-2004建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002三、 施工顺序测量放线 支设模板 模板上弹线 板底钢筋绑扎、固定底板钢筋、水电管线预埋 预制支座钢筋绑扎 安装GRF管 上层钢筋绑扎 隐蔽验收 浇筑混凝土 养护混凝土 模

10、板拆除。四、 安装要求GRF薄壁空心管按照图纸设计要求的规定进行安装，当图纸没有明确规定时，应符合以下要求：1、 GRF薄壁空心管与周边梁间距应大于50mm。2、 当楼板开有洞口时，GRF薄壁空心管应避让洞口，且空心管与洞口边净距不应小于50mm。3、 暗梁与柱节点四周600mm不布置GRF薄壁空心管。4、 薄壁空心管安放整体顺直度偏差不大于0.25%，且不大于15mm。五、 施工要点1、 支设模板模板制作和安装应遵照混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002中的相关规定。模板按照设计要求起拱，当设计无具体要求时，起拱高度为板跨的0.2%0.3%。根据设计计算模板支撑系统，确定立杆

11、间距，搭设满堂钢管脚手架作为支撑系统。2、 模板弹线模板验收合格后，在模板上弹出钢筋及GRF管安装控制线。由于楼板中预留、预埋较多，也可以在模板上弹出水电管线及孔洞的位置，确保施工时位置正确。3、 绑扎、固定底板钢筋 根据设计图纸要求绑扎底板钢筋，底板钢筋绑扎完毕后，以1m*1m的间距在模板上穿孔，用8钢筋将底板上排钢筋与下部支模架体绑扎牢固。4、 水电管线（盒）预埋预埋水平管线应尽量布置在空心板的肋间或暗梁处；水平管线、电线盒等与薄壁空心管无法避开时或遇到管线交叉特别集中处，可采取换用小直径或非标准长度的薄壁空心管进行避让。5、 支座钢筋绑扎（附图） 此支座钢筋为预制焊接钢筋网片，上部有弯钩

12、，弯钩方向与GRF管顺管方向平行，其中竖向钢筋间距分别为GRF管管径及管壁间距，下部伸出钢筋长度为GRF管混凝土保护层厚度。最后根据GRF管控制线将支座钢筋网片绑扎在底板钢筋上。6、 GRF管安装1）、GRF管敷设根据已绑扎完毕的支座钢筋网片位置放置GRF管，放置完毕后，检查GRF管管头间距（管头间距已由支座钢筋网片竖向钢筋间距得到控制），要拉线控制。2）、GRF管抗浮（附图）由于浇筑混凝土时，混凝土振捣会对芯管产生浮力，故在距GRF管管头约1/5处设置抗浮作用点，在上敷设一根10的通长钢筋作为抗浮钢筋，与支座钢筋网片上部弯钩用扎丝绑牢。在钢筋绑扎、薄壁空心管固定施工过程中，应随时铺设架板，对

13、钢筋及薄壁空心管成品进行保护，严禁操作人员直接踩踏钢筋和薄壁空心管。7、 浇筑砼浇筑砼前，要对钢筋、预留预埋件及GRF管进行检查验收，符合规定要求时，才可以浇筑砼。1）、混凝土浇筑前应对模板和薄壁空心管充分浇水湿润。2）、水泥可采用普通硅酸盐水泥，石子用5-20mm的粒径级配，砂用中砂，坍落度可采用16-18cm。3）、混凝土施工可用30mm的振动棒和平板振动器配合浇捣，施工顺序应先梁后板并且按顺管方向施工。4）、拆模时混凝土的强度至少要达到75%以上。GRF现浇混凝土空心楼盖优点当前 ， 在 我国工业与民用建筑中，钢筋混凝土结构原材料广泛、技术成熟、造价低廉、有很强的生命力，仍是应用最广泛的

14、建筑结构形式。但由于现代建筑对层高、自重、大空间、灵活间隔以及抗震等提出了更高的要求，人们致力于研究新的、更舒适的、技术经济效果更好的钢筋混凝土结构体系。在现浇混凝土结构中，GRF高强薄管空心混凝土技术是继普通梁板、密肋楼板、无粘结预应力平板后新开发的一种现浇新结构体系。一 、G RF 现浇空心矽无明梁楼盖优点及技术经济比较采用高强复合薄壁管非抽芯成孔工艺施工的现浇硅空心无明梁楼板，技术经济效果是显著的，与现浇梁板结构体系比较，其优点可综合分析如下:1 适 用 范围广这种楼板体系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，如商业楼、办公楼、图书馆、展览馆、

15、教学楼、车站、多层停车场等大中型公共建筑，也适用于宾馆、娱乐设施、大开间住宅等民用建筑，更适用于多层或单层工业厂房、仓库、车库。2.节 省 材 料与一般楼板体系比较，钢筋硅造价降低5%，模板损耗降低50%，节省竖向水、电、电梯、空调、内墙、外装饰费用10一巧%。3.楼 面 平 板有利于房间灵活隔断，适合于大开间布置，如使用大开间住宅时，只用固定卫生间和厨房，分户墙、其它房间由住户自行设计布置。4.房 间 无 需吊顶节约装修费用由于楼板下无梁、无柱帽、此种楼板完全平整，无需吊顶，同时层高降低了，也就减少了竖向的水、电、风、电梯、内外墙等装修费用，更重要的是减少了吊顶装饰和吊顶更新费用等经常性开支

16、。5.使 用 功 能优良与普通框架结构比较，本技术使空间更开阔美观，使用更加方便;与无粘结预应力无梁楼盖、实心无梁楼板比较，无柱帽，实现真正的平板，无凸出部位;无孔洞方便，射灯、电锤打孔、吊挂不受影响;防火性能好，不会因火灾丧失应力而导致结构破坏。6.综 合 造 价低，经济效益提高。该项 技 术 的土建工程费用与一般钢筋混凝土框架结构基本持平，与一般的平板、无梁板相比，土建工程费用大大降低。与一般的梁板结构体系比较，降低的费用有:1)无 梁 板 的钢筋硷定额单价为有梁板的60%，降低了钢筋硷单价:2)降低了楼板钢筋硷的总用量:3)由于自重的降低，支承楼板的柱、墙和基础的荷载也相应减少这样又可减

17、少构件截面，减少配筋，节约竖向构件费用:4)降低了层高，提高了净空高度，减少了竖向水、电、风、电梯、内外墙装修等费用;5)省略吊顶，减少了模板损耗6)施工单位减少了模板损耗，减少了支、拆摸人工费用。减少了支、拆摸人工费用。与一般的梁板结构体系比较，增加的费用有高强度复合薄壁管生产安装费用。现浇空心硷无梁结构体系增减费用相抵，依跨度和荷载不同。可降低建筑总造价5一20%。7.降 低 建 筑梁高0.5米左右，提高了净空高度，有利于水平管线、特别是中央空调管道的安装。如果建筑仍按原有净高进行设计，则可以降低层高。在现行的设计规范下，由于对建筑总高有一定的要求，因此，降低层高等于增加了层数，增加了使用

18、/销售面积。给业主带来可观的经济效益。8.降 低 楼 板和建筑自重，超高标号的GRF薄壁管和硅协同受力有利于改善硷的的受力性能。9.施 工 简 便、速度快，缩短了工期，降低施工成本。与无粘结预应力无梁楼盖相比，施工方便快捷，不需张拉。10. 隔 音效 果优良。封闭空腔结构大大减少了噪音传递，克服了上下楼层的撞击噪音干扰，楼盖隔音效果提高5一12分贝，解决了住宅、图书馆、教室等噪音问题。隔热 、 保 温性能显著提高。封闭空腔结构减少了热量的传递，使隔热、保温性能得到显著的提高，对于采用空调的建筑来说，大大降低了空调费用，而对大型冷库、储物库等，此种效益尤为明显。11. 抗震 性 能好，空心楼板的

19、刚度大，变形小，采用本技术的楼板，与一般平板相比，自重轻、抗震性能好。12. 真正 实 现空间灵活间隔此种楼板由于完全平整，没有任何凸出的主梁和次梁，使分隔的真正任意布置成为可能。由于墙体可以任意移动，对办公楼、娱乐场所、展览馆等需要随时变更间隔的公共建筑尤为适用。另一方面，当这项技术应用于住宅建筑时，在整个平面布局中，除了厨房、厕所由于走管的要求，不能任意移动外，发展商可以根据业主不同的要求度身订造出不同面积、不同开间的住宅，业主也完全可以在户内进行任意的个性化设计，而无需在结构上作改动。二 、现 浇 矽空心楼盖的设计要点、计算原则与构造要求 1. 计 算 原则现浇空心板是随着GRF技术、G

20、RF高强薄壁管材料的发展，引伸出的一种新型的结构体系，现根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3一201，建筑抗震设计规范GB501一2001、混凝土设计规范GB5010一2001 ，预应力混凝土结构抗震设计规程有关条文。在设计计算时，参照实心钢筋硅楼板，可按双向正交井字梁、双向密肋楼盖或无梁楼盖的计算方法进行内力配筋计算。配筋计算时，平行布管方向可简化为“工”截面进行内力配筋计算。2.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梁，框架梁围成的板采用现浇混凝土空心板。(2)框 架 梁 一般为暗梁、暗梁高度与空心板厚度相同。(3)主 体 结 构一般可按现行规范设计，暗

21、梁按宽扁梁考虑。(4)现 浇 混 凝土空心板一般按单向或双向受力进行内力配筋计算。3.一 般 构 造要求1)硷 等 级 一般应C20，板厚一般可取为:1145一lj3OLD，LD为短边长2)最 小 配 筋率0.2%最大配筋率为12%。3) 在 满 足结构体系水平位移限值及舒适度要求和满足有关建筑结构规范，扁梁框架、扁梁框架一剪力墙(筒体)结构体系，扁梁框架截面按经验取值。经结构分析后，所设定截面必须满足混凝土结构设计规范GB5010第1131、1133、332、334条关于梁受压区混凝土高度0.25h。(一级)簇住35h。(二、三级)的限值，受剪截面符合vF鉴0.20fcFho/rRE的限值，挠度与裂缝宽度的限值，在满足以上限值条件下，调整所设截面高跨比。4) 最大 配 筋率1.2%