成 高 峰

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

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某地下車庫空心樓蓋的設(shè)計(jì)心得

成 高 峰

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

結(jié)合現(xiàn)行國(guó)家《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，通過某地下車庫案例，探討了混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單介紹了混凝土空心樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中遇到的問題及處理方法，為同類設(shè)計(jì)提供了思路。

空心樓板，結(jié)構(gòu)分析，構(gòu)造措施

1 工程概況

本工程為山西鑫華通房地產(chǎn)開發(fā)有限公司匯通苑小區(qū)地下車庫,場(chǎng)地南臨塢城東街,東臨東山過境輔道，西臨龍堡路，北臨規(guī)劃路。本工程地下2層，地上2層。地下部分功能為汽車車庫，地上部分為物業(yè)管理用房。結(jié)構(gòu)總高度6.900m、總長(zhǎng)度259.800m、總寬度69.300m，本工程為框架結(jié)構(gòu)，地下車庫頂板覆土一般不大于1.2m,活荷載為20kN/m2，柱距8.1m×6.6m。原設(shè)計(jì)為“十字”梁普通樓蓋，其中8.4m跨處主梁截面為450×1 000，次梁截面為300×800,板厚200mm?，F(xiàn)地下車庫板改為雙向密肋梁樓蓋，其中地下1層柱帽高750mm板厚450mm,地下2層柱帽高500mm板厚300mm，柱帽范圍均為2.4m×2.4m?；A(chǔ)為獨(dú)立基礎(chǔ)與條形基礎(chǔ)。8度抗震設(shè)防，建筑場(chǎng)地類別Ⅲ類, 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)丙級(jí)，建筑抗震設(shè)防類別丙類，框架抗震等級(jí)三級(jí)。采用雙向密肋梁樓蓋后，不僅解決了原層高緊張的問題，綜合造價(jià)上也取得了良好的效益。

2 基礎(chǔ)與地基處理

因場(chǎng)地具Ⅱ級(jí)非自重濕陷，濕陷土層為第2層，3層，濕陷土層深度約為3.3m～5m，故基坑開挖至基底標(biāo)高時(shí)，整片換填2m厚3∶7灰土。墊層擴(kuò)出基礎(chǔ)邊不小于2m，要求壓實(shí)系數(shù)不小于0.97。墊層施工質(zhì)量檢驗(yàn)必須分層進(jìn)行，應(yīng)在每層壓實(shí)系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求后鋪上層灰土，并控制每層鋪厚為200～300。處理后的地基承載力特征值為250kPa。基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板。

3 結(jié)構(gòu)布置

3.1 基本原則

根據(jù)業(yè)主建筑使用功能的需要，考慮到本工程設(shè)備管道較多及車庫凈高的需要，主體結(jié)構(gòu)采用框架混凝土結(jié)構(gòu)，樓蓋采用鋼筋混凝土空心樓板結(jié)構(gòu)體系。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)的整體布置應(yīng)能合理地傳遞所承受的荷載和作用，具有明確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)中，空心樓板的支承可采用梁、剪力墻、柱帽、托板?，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)體系一般分為兩種形式：第一種為框架梁柱加空心板，第二種為柱帽加空心板。第一種形式一般用于地上結(jié)構(gòu)，如辦公樓、圖書館等大空間結(jié)構(gòu)。第二種形式一般用于地下結(jié)構(gòu)，如車庫。本工程采用第二種形式柱帽加空心板。

3.3 柱帽的設(shè)計(jì)

柱帽形式可分為錐形和階形。柱帽長(zhǎng)度和寬度可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取相應(yīng)方向板跨的1/4～1/3，柱帽的高度可取500mm～800mm。柱帽在計(jì)算中需滿足抗沖切驗(yàn)算。柱帽作為現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)中的主要受力單元除滿足計(jì)算要求外還應(yīng)滿足一定構(gòu)造要求。柱帽的厚度與板厚之和不宜小于柱縱向受力鋼筋直徑的16倍。柱帽的邊長(zhǎng)不宜小于4倍空心板厚與柱截面相應(yīng)邊長(zhǎng)之和。柱帽的混凝土標(biāo)號(hào)不宜小于C30,柱帽應(yīng)雙向布置箍筋且箍筋直徑應(yīng)大于φ8間距不大于150。本工程柱帽長(zhǎng)寬為2.4m×2.4m，地下1層柱帽高750mm，地下2層柱帽高500mm，經(jīng)計(jì)算滿足抗沖切及抗剪要求。

3.4 空心板的設(shè)計(jì)

空心板的厚度取值可分為有柱帽空心板和無柱帽空心板兩種形式。在無柱帽的情況下可取相應(yīng)板跨的1/35，在有柱帽的情況下可取相應(yīng)板跨的1/30。地下車庫覆土空心板厚度不宜小于450mm，人防頂板空心板厚度不宜小于500mm。空心板根據(jù)內(nèi)膜的不同可分為筒芯樓板和箱體樓板，其中箱體樓板又可分為帶底板的空心樓板和不帶底板的密肋板。帶底板的空心樓板整體美觀，但由于空心樓板底板施工質(zhì)量難以保證故本工程選用不帶底板的密肋板。柱帽之間設(shè)置實(shí)心暗梁，梁寬500，高同板厚。工程中板開洞時(shí)局部架設(shè)框架梁，空心板改為實(shí)心板，開洞措施同實(shí)心板開洞。

3.5 整體計(jì)算

因?yàn)楝F(xiàn)澆空心樓蓋的平面內(nèi)剛度略大于按體積等效的實(shí)心樓板，由于結(jié)構(gòu)整體分析需要考慮樓板的平面內(nèi)剛度及傳遞水平力時(shí)，可按與之體積相當(dāng)?shù)膶?shí)心樓板考慮。所以本工程取空心樓蓋與實(shí)心樓蓋兩種計(jì)算結(jié)果相互對(duì)比分析。表1為對(duì)比結(jié)果。

表1 空心樓蓋與實(shí)心樓蓋對(duì)比結(jié)果表

本工程現(xiàn)澆空心樓蓋采用有限元方法進(jìn)行內(nèi)力分析，撓度和裂縫均滿足要求。

4 空心樓蓋的優(yōu)點(diǎn)

4.1 節(jié)約施工模板，省去梁側(cè)抹灰

由于空心樓蓋只須支設(shè)平模，可節(jié)約梁側(cè)模板及梁側(cè)抹灰和減少模板裁切損耗，使模板重復(fù)周轉(zhuǎn)利用率大大提高。

4.2 降低層高，加快施工進(jìn)度

可明顯降低層高或提高車庫凈高，考慮降低層高后，可加快地下室施工速度20%～30%，從而減少施工設(shè)備的租賃費(fèi)用和人工費(fèi)用。在凈空不變的情況下其層高減小可相應(yīng)減小豎向水電、風(fēng)管、電梯等構(gòu)件的長(zhǎng)度。

4.3 設(shè)備安裝減少

由于板底的平整，無需每區(qū)格設(shè)一煙感，可以減少煙感2/3,噴淋減少1/3，同時(shí)樓蓋內(nèi)管線布設(shè)較為方便，樓蓋下吊掛管件，橋架，風(fēng)管因無凸出梁而無需拐彎和變徑，架設(shè)快捷方便，安裝進(jìn)度可大大加快。

4.4 保溫隔熱效果好

由于空心樓蓋的封閉空腔結(jié)構(gòu)減少了熱量的傳遞，使隔熱、保溫性能得到顯著提高，對(duì)于采用空調(diào)的建筑來說，大大降低了空調(diào)費(fèi)用，建筑節(jié)能效果顯著。

4.5 降低耗鋼量與混凝土用量

空心樓蓋可比“十字”梁普通樓蓋結(jié)構(gòu)降低10%～15%的耗鋼量，可降低10%左右的混凝土用量，頂板梁側(cè)模板單位面積上可減少0.55m2。

5 構(gòu)造措施

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)具有減輕自重的優(yōu)點(diǎn)，但其體積空心率不宜大于50%?？招臉巧w內(nèi)模為筒芯時(shí)樓板厚度不宜小于180mm,內(nèi)模為箱體時(shí)樓板厚度不宜小于250mm。其中板厚均應(yīng)大于柱縱向受力鋼筋直徑的16倍?？拐鹪O(shè)計(jì)時(shí)，在柱上板帶中心部位一定區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)置暗梁作為受力的核心部位，且對(duì)暗梁采取一定的加強(qiáng)構(gòu)造措施。

6 結(jié)語

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)通過減輕自重從而降低地震作用?？招臉巧w一般用于具有較大跨度、對(duì)層高有限制的公共建筑和住宅建筑中，但由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有很多環(huán)節(jié)與傳統(tǒng)做法有一定區(qū)別，結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計(jì)中要制定合理的設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)關(guān)注柱帽的抗沖切驗(yàn)算，在計(jì)算滿足要求的情況下需加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施，增加一定的安全儲(chǔ)備。

[1]JGJ3—2010，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程.

[2]GB50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.

[3]JGJ79—2012,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范.

Designexperienceoftheundergroundgaragehollowfloor

ChengGaofeng

(Shanxi Academy of Building Design, Taiyuan 030013, China)

CombiningwithcurrentnationalCast-in-situ Concrete Hollow Floor Structure Technology Norms,basedontheundergroundgaragecase,thepaperexploresconceptdesignofconcretehollowfloorstructuredesign,andbrieflyintroducesconcretehollowfloorstructuredesignproblemsandprocessingmethods,whichhasprovidedsomeconceptforsimilardesign.

hollowfloor,structuralanalysis,structuralmeasures

1009-6825(2015)21-0028-02

2015-05-11

成高峰(1981- )，男，工程師

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