杜江軍，李毅

（長沙市望城區(qū)城市建設(shè)投資集團有限公司，長沙 410200）

淺談長郡月亮島學(xué)?？招臉巧w設(shè)計及施工技術(shù)

杜江軍，李毅

（長沙市望城區(qū)城市建設(shè)投資集團有限公司，長沙 410200）

空心樓蓋技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)性價比最優(yōu)值的建筑施工工藝,它改變了傳統(tǒng)的建筑思維與理念,更加適應(yīng)這個時代的發(fā)展。論文結(jié)合具體工程實例，對空心樓蓋設(shè)計方案及施工技術(shù)進行了探討，為同行提供參考借鑒。

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋；有限元計算；設(shè)計構(gòu)造要求

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.06.011

1 引言

近年來,我國建筑業(yè)發(fā)展迅速,這得益于建筑施工工藝的逐漸完善和創(chuàng)新。尤其是近十年來,國民整體的生活質(zhì)量有了顯著的提高,所以對于現(xiàn)代化建筑物的要求更加多樣[1]。而對于建筑工業(yè)來說,尋找發(fā)掘一種節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟合理且舒適度高的建筑技術(shù)也是一直以來的追求。

2 工程概況

長郡月亮島學(xué)校位于長沙市望城區(qū)，北臨月亮島路，南至桑梓路，西毗谷山路，東接楊峰路。項目規(guī)劃用地面積128434.75m2，凈用地面積100830.43m2，建構(gòu)筑物占地面積約18187.6m2，規(guī)劃建筑面積約95719.6m2（含地下車庫9 202.9m2），辦學(xué)規(guī)模84個班，其中小學(xué)36個班，初中48個班。學(xué)校建筑包含有綜合樓2棟、體育館1棟、初中教學(xué)樓3棟、初中食堂1棟、初中宿舍2棟、教師工作周轉(zhuǎn)房1棟、小學(xué)教學(xué)樓2棟、小學(xué)宿舍1棟、小學(xué)食堂1棟、地下停車場（含人防）約10000m2、400m標(biāo)準(zhǔn)田徑場及看臺各1個、200m田徑場1個、標(biāo)準(zhǔn)籃球場8個。

在本項目中,體育館、綜合樓及地下室運用了空心樓蓋技術(shù)，也就是我們常說的BDF薄壁箱體現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術(shù)。

3 現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋特點

現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋是近年來發(fā)展起來的新型混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)類型，是在傳統(tǒng)的普通梁板式、無梁體系、密肋體系、無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力無梁樓蓋后興起的一種全新現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系[2]?，F(xiàn)澆空心板結(jié)構(gòu)充分利用空腔板結(jié)構(gòu)良好的力學(xué)性能，能有效減小結(jié)構(gòu)層高、使用空間更靈活，而且鋼筋的構(gòu)造及模板工程更簡單，施工速度快，能很好地解決現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)需要的人工多和施工周期長的缺點，是一種性價比優(yōu)越，且具有巨大的社會經(jīng)濟價值的樓蓋結(jié)構(gòu)類型。現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的效果對比如圖1所示。

現(xiàn)澆混凝土箱體結(jié)構(gòu)空心樓蓋的特點：

1）綜合造價降低、施工工期縮短；

2）適用范圍廣；

3）改善使用功能、拓展實用空間；

4）成熟的設(shè)計技術(shù)、可行的施工方法；

5）隔音、隔熱、保溫、環(huán)保效果佳；

6）減少了因吊頂裝飾造成的消防隱患；

7）剛度大、變形小、抗震性強；

8）采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新產(chǎn)品和滿足節(jié)能的要求；

9）降低裝修成本。

圖1 現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋效果對比

4 現(xiàn)澆混凝土箱體結(jié)構(gòu)空心樓蓋的設(shè)計及計算

4.1 空腹密肋樓蓋設(shè)計方法

4.1.1 離散化方法

大多數(shù)傳統(tǒng)軟件按等代梁法進行計算的屬于離散化方法，這種方法只是一種近似計算，不能完全體現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力特點，難以確定合理的扭轉(zhuǎn)剛度折減系數(shù)。

本質(zhì)：將板柱結(jié)構(gòu)、大板樓蓋作為框架結(jié)構(gòu)設(shè)計。

結(jié)果：配筋大，未能充分發(fā)揮空心板的潛力。

4.1.2 連續(xù)化方法

連續(xù)化方法將空心板的縱橫肋連續(xù)化，將空心樓蓋結(jié)構(gòu)板作為縱橫向均質(zhì)板進行計算?？缍扰c厚度比值在20～30之間，空心板肋間距對于跨度來說是一個小量，在總體上與板的受力特點相同，其主要特點如下：

1）板式樓蓋結(jié)構(gòu)與梁式樓蓋結(jié)構(gòu)受力差異，認(rèn)為板式樓蓋為島狀受力，即內(nèi)力向柱端集中，而柱端區(qū)域之外來說相對較小。在豎向重力荷載作用下，柱端負(fù)彎矩與跨中正彎矩的比值，遠大于梁式樓蓋的比值；在側(cè)向荷載作用下，板式樓蓋的內(nèi)力僅限于柱端的一定區(qū)域內(nèi)，且隨距柱邊的距離增大急劇降低[3]。

2）空心板樓蓋表現(xiàn)出來的受力特點與板式樓蓋一致，并且集中受力特性更為明顯，內(nèi)力更集中在柱端區(qū)域。因此，這種連續(xù)化的處理手法符合空心板的實際情況。目前普遍采用Strat軟件進行精確的有限元分析計算。

4.2 現(xiàn)澆混凝土箱體結(jié)構(gòu)空心樓蓋的設(shè)計構(gòu)造要求

樓板上翼緣中應(yīng)配置雙向鋼筋，各個方向按結(jié)構(gòu)板全截面計算出來的配筋率不宜小于0.15%，板鋼筋的間距不宜大于300mm，板鋼筋的直徑不宜小于4mm。在柱頂托板所在的肋網(wǎng)格內(nèi)，其頂面應(yīng)附加加強鋼筋網(wǎng)片。

在肋梁中，配有負(fù)彎矩鋼筋的區(qū)段（包括托板的范圍內(nèi)）應(yīng)配置封閉的箍筋，箍筋直徑不應(yīng)小于6mm，間距不應(yīng)大于肋高，切不應(yīng)大于200mm；在正彎矩區(qū)段可配置開口箍筋。

正彎矩作用時空心樓蓋中的肋梁按T型截面進行計算，負(fù)彎矩作用時空心樓蓋中的肋梁按寬度等于底部寬度的矩形截面進行計算。

空腹密肋樓蓋次肋梁的鋼筋延伸長度可采用平板無梁樓蓋的規(guī)定。僅當(dāng)采用分離式配筋時，其正彎矩鋼筋宜全部錨入支座。樓蓋主肋梁的鋼筋延伸長度應(yīng)按它的彎矩包絡(luò)圖或梁的構(gòu)造規(guī)定確定。

不帶邊梁的空心密肋樓蓋，其邊肋上下應(yīng)至少各設(shè)2根直徑不小于16mm的通長筋，并配置構(gòu)造用的封閉箍筋，以增強邊肋的抗扭能力。

上翼緣板厚宜大于50mm；下翼緣板厚不宜小于40mm；薄壁箱體邊長大于600mm時，薄壁箱體中心必須設(shè)置預(yù)留孔洞，薄壁箱體底部同時設(shè)多弧型。薄壁箱體與樓蓋模板間設(shè)抗裂鋼絲網(wǎng)。柱網(wǎng)中的角部為實心區(qū)，一律不安放薄壁箱體。

4.3 空心樓蓋設(shè)計

本項目中綜合樓、體育館及地下室跨度大、空間使用靈活。如果采用慣用的框架或者框剪結(jié)構(gòu),勢必會造成空間布置受到局限及鋼材、水泥等材料和人工的浪費。同時，無梁空心樓蓋大大增加了層間凈空，并有建筑節(jié)能效果好、施工便捷、減輕樓蓋自重、縮短工期、降低成本、保溫隔熱效果好等優(yōu)點。因此，在設(shè)計過程中我們選用空心樓蓋技術(shù)，在滿足建筑的功能性和適用性的同時，并為后期施工工期提供了空間。

長郡月亮島學(xué)校體育館和地下室空心樓板為邊支承雙向板體系，空心板的支座為框架扁梁。本項目設(shè)計空心板有3種，分別為KXB1、KXB2、KXB3：

KXB1板厚500mm，板頂厚度為100mm及板底厚度為100mm，內(nèi)膜采用600mm×900mm×300mm的4F鋼質(zhì)體與聚苯組合填充構(gòu)件；

KXB2板厚400mm，板頂厚度為60mm及板底厚度為60mm，內(nèi)膜采用600mm×900mm×280mm的4F鋼質(zhì)體與聚苯組合填充構(gòu)件；

KXB3板厚400mm，板頂厚度為60mm及板底厚度為60mm，內(nèi)膜采用600mm×900mm×260mm的4F鋼質(zhì)體與聚苯組合填充構(gòu)件。

結(jié)構(gòu)設(shè)計特殊構(gòu)造要求有兩點：

1）箱體的布置要保證洞邊、柱邊、梁邊留有不小于100mm的實心區(qū)域。

2）角部配制附加鋼筋，附加鋼筋的要求為：

樓蓋板四周角部空心樓板的板頂及板底均需配置附加鋼筋，配筋區(qū)域從支座中心開始計算，縱橫向的延伸長度不小于板短邊跨度的1/4，附加鋼筋在支座位置按受拉鋼筋進行錨固。板底、板頂附加鋼筋在縱橫方向的配筋均應(yīng)滿足最小配筋率的要求，均不應(yīng)小于0.2%，且鋼筋直徑不小于8mm，鋼筋間距不大于200mm。

設(shè)計過程中，考慮到現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋下翼緣厚度較薄，對后期施工會造成電氣預(yù)埋線管困難，且為避免混凝土澆筑過程中振搗不密實而造成漏水的情況發(fā)生，我們在設(shè)計過程中適當(dāng)增加空心樓蓋下翼緣厚度。

5 現(xiàn)澆混凝土箱體結(jié)構(gòu)空心樓蓋的施工技術(shù)

5.1 施工程序

施工準(zhǔn)備→測量放線→支模板→肋筋和底板鋼筋位置放線→綁扎梁鋼筋和箱體間密肋梁鋼筋及預(yù)埋管線（管線預(yù)埋在框架梁和密肋梁中）→設(shè)置抗浮點→安裝箱體→板面鋼筋綁扎→搭設(shè)施工便道→隱蔽工程驗收→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護、拆模。

5.2 施工要點

在板底鋼筋及密肋梁鋼筋綁扎完成后，箱體安裝之前，需要根據(jù)板的厚度來確定抗浮點的設(shè)置間距。如果板厚稍大，可以將抗浮點的設(shè)置間距適當(dāng)增大，如果板厚較小，宜增加抗浮點的數(shù)量。安裝箱體前，在模板上用4mm鉆頭的手電鉆鉆孔，并使用鉛絲綁住肋梁底部的受力鋼筋，并穿過電鉆孔模板處牢牢綁在底模下的鋼管上。間距一般為1～1.5m，防止在澆筑混凝土?xí)r，BDF箱體受到混凝土的流動性的影響產(chǎn)生上浮現(xiàn)象。水、強電、弱電等各種管線的預(yù)留預(yù)埋，適宜布置在密肋梁中及板底。

箱體的安裝與固定時，將箱體安放在底板鋼筋以上和肋梁間，在箱體的四周與密肋梁鋼筋應(yīng)留有鋼筋保護層距離。通常在安裝箱體時，在箱體側(cè)面均放置幾個小墊塊，保證箱體與密肋梁鋼筋之間的保護層厚度。在振搗時由于混凝土的流動性對箱體有向上的浮力，所以箱體底部可以不放墊塊。

BDF箱體安裝完成后開始進行板面鋼筋的綁扎，綁扎過程中為避免箱體產(chǎn)生破壞，要避免操作人員直接在箱體上作業(yè)，或者將施工中用到的機械和材料等放置在箱體上。面筋應(yīng)該與密肋梁綁扎牢固，并在箱體面上放幾個10～15mm厚的墊塊，防止箱體上浮時面筋與面筋接觸，導(dǎo)致面筋沒有保護層。

板面鋼筋綁扎完成后，在混凝土澆筑前，需對箱體再進行檢查，對有位置松動或偏移的箱體進行處理。如果在施工時箱體受到損壞，要及時進行更換，避免混凝土流到箱體里面。

為了保證現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的質(zhì)量，混凝土應(yīng)交替澆筑，先注入少量混凝土后用小型振動棒振搗肋梁混凝土至底模，讓砂漿留入箱體的底部。在底層振搗密實后再注入混凝土進行振搗。由于箱體底部混凝土的厚度比較小，混凝土中粗骨粒的粒徑不宜過大，應(yīng)該采用細石混凝土進行澆筑，且混凝土的坍落度不宜低于160mm。振搗過程中應(yīng)對箱體四周的密肋梁反復(fù)振搗，并加長混凝土的振搗時間。混凝土澆筑完成后，要根據(jù)季節(jié)采取相應(yīng)的養(yǎng)護措施進行正常養(yǎng)護，待混凝土的強度達到設(shè)計強度后再進行拆模工作。

5.3 施工中注意事項

5.3.1 模板起拱方式

模板是雙向板的應(yīng)該雙向起拱，是單向板的應(yīng)該單向起拱。模板起拱的高度要求如下：1層模板起拱高度在0.3%～ 0.5%之間，2層及2層以上模板起拱高度在0.2%～0.3%之間。

5.3.2 箱體安裝

BDF箱體運到施工現(xiàn)場后，在卸車時不能直接往地面上扔，不能用物件對箱體進行砸和壓，放在地面上要穩(wěn)定，碼放要整齊[4]。安裝箱體的時候必須輕拿輕放，在箱體安裝過程中施工人員不得直接在箱體上行走。調(diào)運安裝時一定要使用專門的吊籃進行調(diào)運，嚴(yán)禁用纜繩直接綁扎在箱體上進行調(diào)運，箱體被吊到安裝樓層后要碼放整齊，不宜疊層堆放。

5.3.3 混凝土振搗

在澆筑混凝土?xí)r不宜在箱體上堆積過多的混凝土，料車出來的混凝土應(yīng)該馬上攤開，并進行振搗，要堅持少澆多振，避免板底出現(xiàn)露筋的現(xiàn)象。振搗混凝土?xí)r宜選用直徑為30mm的振動棒，不得使用平板振搗器。

5.4 空心樓蓋施工體會

空心樓蓋技術(shù)在施工中的優(yōu)點：①樓板的支模速度有顯著提高；②樓板底部沒有梁露出板底，所以在室內(nèi)裝修時很大程度上降低了成本，并且模板在使用上整塊拼裝，周轉(zhuǎn)次數(shù)有所增加，施工成本得到降低；③鋼筋綁扎要更加簡單。

缺點：①樓板上密肋梁的鋼筋綁扎更加復(fù)雜；②混凝土澆筑過程中箱體容易破損；③箱體下混凝土不容易密實，易產(chǎn)生蜂窩麻面而導(dǎo)致滲水現(xiàn)象；④混凝土澆筑的程序有所增加，消耗一定的人工費；⑤由于增加了安裝薄壁箱體和綁扎肋梁等一些工序，所以比普通樓蓋的施工作業(yè)時間要長。

6 結(jié)語

近年來，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋施工技術(shù)已經(jīng)有了很大進步，不但可以減少耗材，節(jié)約成本，而且也簡潔美觀，已經(jīng)運用到各個大型公共建筑上。隨著空心樓蓋技術(shù)的快速發(fā)展，使得該項技術(shù)越來越成熟，也越來越多地用在更多的建筑結(jié)構(gòu)上。

【1】張榮偉.現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工技術(shù)研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué)，2008.

【2】韓冬，夏柱波，何建，等.現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋試驗研究[J].低溫建筑技術(shù)，2010（12）：30-32.

【3】侯天成.淺談空心樓蓋的設(shè)計與施工[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2011（32）：223-224.

【4】秦海龍,呂紅勛,劉丹.現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋的經(jīng)濟分析[J].山西建筑，2010（33）：69-70.

Hollow FloorDesign andConstructionTechnology of MoonIslandSchool inChangjun

DUJiang-jun，LI Yi
（ChangshaWangchengCityConstructionInvestmentGroupCo.Ltd.,Changsha410200，China）

Technology ofhollowfloor is a to achieve optimal value price of building construction technology,it changes the traditional architecturalthinkingandideas,moreadapttothedevelopmentofthetimes.Combinedwithspecificexamplesofprojects,hascarriedonthe discussiontothehollowfloordesignschemeandconstructiontechnology,providesthereferenceforthecolleaguereference.

cast-in-situconcretehollowslab;finiteelementmethod;structuraldesignrequirement

TU37

B

1007-9467（2016）06-0058-04

2016-03-01

杜江軍（1984～），男，湖南永順人，工程師，從事工程項目設(shè)計與管理研究，（電子信箱）duk.song@163.com。