謝斌

（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋是建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域一項(xiàng)重要的新型技術(shù)。近年來(lái)，被廣泛應(yīng)用于停車場(chǎng)、高層酒店、辦公建筑等。對(duì)于建筑平面規(guī)則，要求大空間、大荷載的工業(yè)廠房和倉(cāng)庫(kù)，空心樓蓋同樣適用[1]。

空心樓板是采用內(nèi)置或外露填充體，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土形成的空腔樓板。由混凝土空心樓板和支承梁（或暗梁）等水平構(gòu)件形成的樓蓋結(jié)構(gòu)即為現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋[2]。與傳統(tǒng)的實(shí)心樓板相比，空心樓板的結(jié)構(gòu)自重更小。兩種雙向布置填充體的現(xiàn)澆混凝土空心樓板截面如圖1 所示[2]。

圖1 現(xiàn)澆混凝土空心樓板截面

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋相對(duì)傳統(tǒng)的梁板結(jié)構(gòu)樓蓋，具有多方面的優(yōu)勢(shì)[3]：在結(jié)構(gòu)自重相同的情況下，空心樓蓋可以做到更大的板厚，從而可以使樓板剛度成倍提高，大大增強(qiáng)樓板的抗振動(dòng)等性能，提高抗干擾能力?？招臉巧w可在樓板上任意隔墻，可在使用中隨時(shí)改變隔墻位置[4]，方便靈活調(diào)整建筑功能布局，滿足使用單位的需求。空心樓蓋可降低層高，節(jié)省空間，節(jié)省成本和投資。空心樓蓋的板底平整，便于設(shè)備管線穿行，方便管線施工，縮短施工工期；管線的安裝無(wú)須繞梁，可減小管線工程量，從而使機(jī)電安裝的造價(jià)也得到大幅下降。

1 工程概況

廣東某郵件處理中心生產(chǎn)車間建筑面積為23289.69m2，建筑高度為12.5m，地上2 層，設(shè)置1 層地下車庫(kù)。負(fù)一層層高為4.5m，首層層高為6.0m，二層層高為5.4m。建筑典型柱距為8m×12m。生產(chǎn)車間首層樓面設(shè)計(jì)使用活荷載為15kN/m2，二層樓面設(shè)計(jì)使用活荷載為8kN/m2。首層及二層樓面附加恒荷載均取2kN/m2。

2 結(jié)構(gòu)布置

采用鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)、內(nèi)置填充體空心樓板和單面外露填充體空心樓板3 個(gè)方案，對(duì)郵件處理中心生產(chǎn)車間的二層樓面進(jìn)行設(shè)計(jì)。取其中一個(gè)8m×12m的標(biāo)準(zhǔn)跨進(jìn)行比較分析。計(jì)算面積為96m2。

（1）鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)布置平面如圖2 所示。

圖2 鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)局部平面（單位：mm）

（2）內(nèi)置填充體空心樓板結(jié)構(gòu)布置如圖3 和圖4所示。

圖3 內(nèi)置填充體空心樓板平面（單位：mm）

圖4 內(nèi)置填充體空心樓板剖面（單位：mm）

（3）單面外露填充體空心樓板結(jié)構(gòu)布置如圖5 和圖6 所示。

圖5 單面外露填充體空心樓板平面（單位：mm）

圖6 單面外露填充體空心樓板剖面

由3 個(gè)方案的結(jié)構(gòu)布置可看出，鋼筋混凝土井字梁樓蓋的結(jié)構(gòu)厚度為850mm，內(nèi)置填充體空心樓蓋的結(jié)構(gòu)厚度為525mm，單面外露填充體空心樓蓋的結(jié)構(gòu)厚度為550mm，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋相對(duì)井字梁樓蓋可節(jié)省300～325mm 的層高，使建筑內(nèi)獲得更大的使用空間。

3 結(jié)構(gòu)性能的對(duì)比

就傳力特點(diǎn)而言，傳統(tǒng)梁板結(jié)構(gòu)是將樓面荷載傳遞給次梁，次梁將線荷載轉(zhuǎn)變?yōu)榧泻奢d傳遞給主梁（或框架梁），主梁再將集中荷載傳遞給柱，傳力次數(shù)多。而空腹板結(jié)構(gòu)主要用于兩類結(jié)構(gòu)體系：第一類為板-柱（或板-柱-剪力墻）結(jié)構(gòu)體系，其傳力路線是將樓板上的荷載直接傳遞給柱子；第二類為大板-框架（或大板-框架剪力墻）結(jié)構(gòu)體系，其傳力路線是將樓板上的荷載傳遞給主梁（或框架梁），主梁再將線荷載集中傳遞給柱子。由此可見(jiàn)，空腹板所采用的結(jié)構(gòu)體系均縮短了樓面荷載的傳遞路線、減少了傳力次數(shù)，使結(jié)構(gòu)體系的傳力更加簡(jiǎn)單明確。

就受力特點(diǎn)而言，樓板是典型的受彎控制結(jié)構(gòu)，其抗彎承載力與其截面高度的平方成正比[5]，即截面高度提高一倍，抗彎承載力提高為原來(lái)的4 倍。空心樓板的截面空心率可高達(dá)60%，即采用同樣多的混凝土材料，可使樓板厚度提高至實(shí)心樓板的2.5 倍，抗彎承載力提高為原來(lái)的10 倍，可大大地增加樓板的跨度。

就截面受力特征而言，翼緣參加工作的寬度越大，空腹截面力學(xué)性能越好。如空腹板的模盒尺寸為750mm×750mm，翼緣厚度一般取最小值75mm，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010），翼緣參加工作的有效寬度為腹板厚度b 加上12 倍翼緣厚度[5]，即b+12×75mm=b+900mm>b+750mm，即空腹樓板是全部翼緣參與受力工作，為受力特征最好的截面形式。

4 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的對(duì)比

4.1 鋼筋工程量計(jì)算

鋼筋綜合單價(jià)取3500 元/t 計(jì)算。

普通梁板結(jié)構(gòu)鋼筋工程量為42.3kg/m2。鋼筋工程費(fèi)=42.3×3500/1000=148.05 元/m2。

內(nèi)置填充體空心樓板鋼筋工程量為31.9kg/m2。鋼筋工程費(fèi)=31.9×3500/1000=111.65 元/m2。

單面外露填充體空心樓板鋼筋工程量為35.4kg/m2。鋼筋工程費(fèi)=35.4×3500/1000=123.9 元/m2。

4.2 混凝土工程量計(jì)算

混凝土綜合單價(jià)取360 元/m3計(jì)算。

普通梁板結(jié)構(gòu)混凝土工程量為0.33m3/m2，混凝土工程費(fèi)=0.33×360=118.8 元/m2。

內(nèi)置填充體空心樓板混凝土工程量為0.3m3/m2，混凝土工程費(fèi)=0.3×360=108 元/m2。

單面外露填充體空心樓板混凝土工程量為0.3m3/m2，混凝土工程費(fèi)=0.3×360=108 元/m2。

4.3 模板工程量計(jì)算

普通梁板結(jié)構(gòu)模板工程量為170m2，每平方含量為1.77m2，有梁板模板綜合單價(jià)取65 元/m2。模板工程費(fèi)=1.77m2×65 元=115.05 元/m2。

內(nèi)置填充體空心樓板模板工程量為96m2，每平方含量為1m2。無(wú)梁樓板模板綜合單價(jià)取50 元/m2。模板工程費(fèi)=1m2×20 元=50 元/m2。

單面外露填充體空心樓板的模板工程量為0.05m2。無(wú)梁樓板模板綜合單價(jià)取50 元/m2。模板工程費(fèi)為2.5 元/m2。

4.4 空腹樓板芯模費(fèi)用

內(nèi)置填充體空心樓板芯模材料及安裝費(fèi)為100 元/m2。

單面外露填充體空心樓板模殼租賃費(fèi)為80 元/m2。且模殼可重復(fù)使用。

4.5 工日計(jì)算

按照廣東省2010 年定額計(jì)算鋼筋綜合工日為7.28 工日/t。普通梁板結(jié)構(gòu)模板工日為0.532 工日/m2。內(nèi)置填充體空心樓板和單面外露填充體空心樓板鋪設(shè)施工平臺(tái)按無(wú)梁樓板模板計(jì)算綜合工日為0.263 工日/m2。

4.5.1 模板工程工日

普通梁板結(jié)構(gòu)模板為0.532 工日/m2；內(nèi)置填充體空心樓板模板為0.263 工日/m2；單面外露填充體空心樓板模板為0.263 工日/m2；單面外露填充體空心樓板模殼安裝為0.3 工日/m2。

4.5.2 鋼筋工程工日

普通梁板結(jié)構(gòu)鋼筋為0.286 工日/m2；內(nèi)置填充體空心樓板鋼筋為0.22 工日/m2；單面外露填充體空心樓板鋼筋為0.26 工日/m2。

4.5.3 工日對(duì)比

鋼筋工程和模板工程總工日中普通梁板結(jié)構(gòu)為0.818 工日/m2；內(nèi)置填充體空心樓板為0.483 工日/m2；單面外露填充體空心樓板為0.823 工日/m2。

假設(shè)每個(gè)工日工價(jià)260 元/d，內(nèi)置填充體空心樓板比普通梁板節(jié)省人工費(fèi)：87 元/m2；內(nèi)置填充體空心樓板比單面外露填充體空心樓板節(jié)省人工費(fèi)：88 元/m2。

4.6 生產(chǎn)車間二層樓蓋成本對(duì)比

綜合材料工程量、模板工程量、工日等數(shù)據(jù)可得出，梁板式結(jié)構(gòu)樓蓋工程費(fèi)為594.58 元/m2；內(nèi)置填充體空心樓蓋工程費(fèi)為495.58 元/m2；單面外露填充體空心樓蓋工程費(fèi)為548.38 元/m2。內(nèi)置填充體空心樓蓋可節(jié)省造價(jià)99 元/m2；單面外露填充體空心樓蓋節(jié)省造價(jià)46.2 元/m2。

4.7 生產(chǎn)車間首層樓蓋成本對(duì)比

生產(chǎn)車間首層樓板材料用量以及經(jīng)濟(jì)分析如表1所示。

表1 生產(chǎn)車間首層樓板材料用量與經(jīng)濟(jì)

4.8 其他

根據(jù)空腹樓板和單面外露填充體空心樓板板底為平面的特點(diǎn)，在后期裝修過(guò)程中還可以減少梁面批面和油漆工程量；設(shè)備管道可直接在空腹樓板下進(jìn)行平面安裝，減少設(shè)備管道安裝工程量并節(jié)約工期；樓面結(jié)構(gòu)層厚度相比傳統(tǒng)梁板結(jié)構(gòu)小，在滿足使用要求的前提下可降低樓層層高，從而減少項(xiàng)目工程造價(jià)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)傳統(tǒng)的鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)樓蓋與現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在工程造價(jià)、施工工期、結(jié)構(gòu)性能等方面的分析及研究，對(duì)多個(gè)解決方案進(jìn)行了詳細(xì)比較。經(jīng)綜合論證認(rèn)為，在大跨度、大荷載的工業(yè)廠房和倉(cāng)庫(kù)建筑中，選用空心樓蓋的結(jié)構(gòu)方案具有節(jié)約材料、節(jié)省工期、降低造價(jià)等優(yōu)勢(shì)。