【摘要】作為節(jié)能環(huán)保的混凝土空心樓板是當今建筑結構重要主題之一，主要通過在混凝土板中埋入填充體，在滿足受力性能的前提下確保經濟合理和節(jié)能環(huán)保。作者結合多年的實踐經驗介紹了空心樓板結構的基本特點、進行了經濟效益和保溫節(jié)能等優(yōu)越性的探討。對類似工程起到一定的借鑒作用。

【關鍵詞】節(jié)能環(huán)保；空心樓板；經濟合理；借鑒作用

1、引言

隨著城鎮(zhèn)化的建設，環(huán)保節(jié)能低碳減排逐步成為土木工程的研究主題。建筑工程中樓蓋作為結構物中關鍵組成部分，它在水平向起著承重作用、豎向起著分層空間及其對豎向構件起著水平支撐作用。當作為板殼樓蓋時還同時提供水平和豎向剛度。在受力構件、工程造價方面都體現出了在整個工程建設過程中所起到的關鍵地位。作為結構設計師，樓蓋選型起到了主導作用。它自重較輕、施工工期短、隔聲、保溫性能都較好從而慢慢的被人們接受。

2、空心樓板結構的基本特點

2.1 空心樓板結構的設計原理

空心板是混凝土和填充物共同構成的一種現澆混凝土空心板，由于填充物輕質高強從而達到減輕樓板自重，減少建筑結構鋼材和混凝土使用量，有效地節(jié)能和降低工程造價的目的。按照傳統(tǒng)的混凝土結構設計原理，對于受彎構件正截面而言，可以把受拉區(qū)混凝土除去一部分從而形成“T”型或“I”字型截面構件。填充物可以作為去除的那部分混凝土。在實際工程設計中，混凝土空心樓板往往采用以下兩種設計方法：

單向板法，在現澆混凝土板中定義為長邊/短邊的值不小于3。而對于空心樓板中即將混凝土空心板簡化為“I”字形進行斷面組合，并采用單向板的計算理論進行力學平衡條件和變形協(xié)調條件進行控制分析。這種方法的設計原理易于接受，計算方便。同時，按照單向板法進行控制板配筋時，只考慮單向受力情況而忽略了另一方向混凝土空心樓板的貢獻作用，對于受力方向的板配筋而言是更為安全保守。但非受力方向假如是構造配筋進行構造措施時，相對于實際情況而言偏往往偏小，容易導致板出現裂縫。

雙向板法，在現澆混凝土板中定義為長邊/短邊的值小于3。對于空心樓板時即將板的計算截面按板孔的兩方向分別進行簡化，垂直板孔方向空心板簡化為“II II”形，而在順板孔方向空心板簡化為“I”字形。由于板孔（填充物）的存在，迫使在板平面兩個方向上的剛度存在較大差異，這就需要在計算中，將這種差異換算成等代空間網格梁結構（又稱密肋梁結構）。將荷載在兩個方向上按剛度比例進行分配結果并進行雙向配筋。優(yōu)點是避免了按單向配筋造成荷載組合分布不均勻性，同時能將空心樓板的整體性充分發(fā)揮出來。特別是利空心板的雙向強度，達到降低成本的目的，能更有效地防止裂縫， 保證結構設計的安全性。

2.2 施工流程

空心樓板的施工流程可以簡化為：a.測量放線定位+模板、b.支撐安裝并驗收合格后+模板上放線定位暗梁位置、c.進行薄壁管和預埋水電管盒位置的定位+暗梁鋼筋下料成型+板底筋布置、d.暗梁鋼筋綁扎+排放薄壁管+薄壁管安裝并進行初步驗收（合格后進行下一步）、e.綁扎面層鋼筋+固定空心管+隱蔽工程驗收、f.澆筑混凝土+養(yǎng)護樓板混凝土，達到強度后拆模。在進行第一層時需要設計代表在現場進行技術疑難解答，在確保順利進行時可完全交給施工方。

3、空心樓板在工程中的優(yōu)越性

3.1 經濟效益優(yōu)越性

空心樓板適用于預應力板和非預應力板。非預應力板最大適用跨度可達18m。預應力板最大適用跨度可達26m。由于現澆空心板同時又為無梁樓蓋，避免了吊頂、降低了層高、減輕了板自重、降低了樓板造價。據了解，按照國內建筑樓板的不完全統(tǒng)計測算可知，現澆樓板所用鋼材約為8.7kg/m2，樓板自重300kg/m2，而現澆混凝土空心樓板所用鋼材僅為3.2kg/m2，樓板自重205kg/m2。

現澆混凝土空心樓板為現代建筑建立了全新的結構體系，目前它成功地應用到商業(yè)住宅樓、人防地下室、辦公寫字樓、學校教學樓等一大批工程中。作者通過大量的工程實踐表明，現澆鋼筋混凝土空心樓蓋具有較大的優(yōu)越性，同時取得了較好的經濟效益，見表1。

表1 經濟效益對比

序號優(yōu)越性經濟效益指標序號優(yōu)越性經濟效益指標

1降低樓層總高由于不設梁，每層月節(jié)省梁高0.5m。2減少混凝土量實踐表明，跨度大于6m時，總工程開始減少混凝土量。

3減少用鋼量實踐表明，跨度大于6m時，總工程開始減少用鋼量。4減少裝修費板底為無梁樓蓋，減少吊頂等裝修費。

5減少模板板底為無梁樓蓋，沒有梁邊轉角等另需的模板。6減少墻體承重墻多改為隔墻（非承重）

7增加使用面積減少了吊頂空間和承重墻的厚度8減少室內柱子跨度增大，減少柱子，可節(jié)約工造價約3%。

綜上，空心樓蓋結構與普通框架結構相比，在使用空間更開闊美觀，無柱帽，無凸出部位；開孔洞方便。經濟效益大大提高，降低了工程建設的成本，符合可持續(xù)發(fā)展的內在要求。

3.2保溫節(jié)能優(yōu)越性

文獻[3]中對計算模型尺寸2000mm×2000mm的普通混凝土空心樓板，板厚為250mm，保護層厚度20mm，內部填充大量空心球進行有ANSYS有限元模擬。其中填充球直徑160mm，間隔10mm布置。分別構建新型空心樓板、實心樓板兩個有限元計算模型：空心樓有限元模型劃分5500單元，實心樓板劃分6800單元。

計算分析表明，由于混凝土空心樓板中部填充了低導熱材料，填充球內部溫度變化相對混凝土溫度緩慢得多，溫度以及變化速率均低于周邊混凝土溫度情況。表明空心樓板中填充的低導熱材料起到了截斷樓板熱量傳遞的作用，樓板熱量傳遞的主要途徑是通過依靠填充球中間的混凝土。往往在設計中這一部分的混凝土過少進而限制了熱量的傳遞。換言之，混凝土空心樓板在施工過程中越減小填充球間距，則越可一定程度上限制樓板的導熱路徑，保溫隔熱效果越明顯。

4、結語

現澆空心樓板克服了傳統(tǒng)混凝土空心樓板跨度小，自重過大以及工程造價高的缺點。其核心工藝是在現澆樓板內放置永久性的填充物，節(jié)省了大量的混凝土。在跨度方面有重大突破，在8～15m跨度內完全可以不使用預應力技術，降低工程成本。另外，通過對混凝土空心樓板溫度分析，驗證了空心樓板中填充的低導熱材料起到了限制樓板熱量傳遞的作用，其保溫隔熱相較于實心樓板具有明顯的優(yōu)越性。

參考文獻

[1]薛必芳.淺談鋼筋混凝土空心樓蓋的優(yōu)越性及施工[J].四川建筑，2010（06）

[2]孫建輝，屈富科.現澆混凝土空心樓板的設計與施工[J].施工技術，2003，32（04）

[3]王潘繡等.新型混凝土空心樓板保溫節(jié)能效應研究[J].混凝土，2013，285（07）