关于薄壁空心楼盖技术的设计应用
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摘要:本文介绍了薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖的设计思路，并对设计特点及构造措施进行了阐述说明，为薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖的设计工作提供借鉴。关键词:混凝土空心楼盖；设计特点；构造措施
Abstract: this paper introduces the core tube thin-wall cast-in-situ concrete hollow floor design ideas, and the design characteristics and structural measures explains, for thin-wall cast-in-situ concrete hollow core pipe to provide reference for the design of the floor work.
Keywords: concrete hollow floor; Design features; Structural measures
中图分类号：TU377.1 文献标识码：A 文章编号
随着现代居住建筑和公共建筑快速蓬勃发展，传统的结构形式和施工方法也在不断创新与进步，现浇钢筋混凝土空心楼盖就是最近几年国内发展起来的结构新技术之一，它适应大空间、大跨度柱网的建筑，具有自重轻、楼板刚度大、综合造价低等优点，受到了越来越多的业主的欢迎。由于目前国内设计软件和内模材料多样化，设计方法及节点构造也因人而异，差别较大；笔者对于近年来积累的工程设计经验做了一下整理，供广大相关设计人员参考。
一. 首先是设计概念。空心无梁楼盖体系中的空心楼板不同于普通有梁楼板体系中的楼板，特别是抗震。
从设计计算方面考虑，普通有梁楼板体系中的楼板参与抵抗水平地震作用是通过调整梁刚度放大系数考虑，在设计计算时楼板本身是不做抗震设计的，仅考虑承担垂直荷截，其内力可通过静力计算直接获取；而空心无梁楼盖由于板厚h很大，它本身可直接参与抵抗水平地震作用，通过暗梁和现浇的空心楼盖形成加强的框架扁梁，楼板本身在靠近柱和暗梁的一定范围内是框架梁的一部分，此范围内的楼板具有框架梁的受力特性，应满足框架梁的受力要求。
从构造设计方面考虑，空心无梁楼盖体系可以归入扁框架梁体系中，柱与柱之间由实心暗梁与空心楼盖上下翼缘形成大“工”字形的等代框架梁，实际上相当于一个加强了的框架扁梁。它的受力状态介于普通梁柱结构和平板结构之间，其板厚的要求根据《现浇混凝土空心楼盖技术规程》（CECS 175：2004）取长边尺寸的1/35～1/30，不受扁框架梁的限制，但应比平板结构的板厚要求高。柱与柱之间形成的这个框架扁梁自身有足够的刚度传递水平地震力，设计的关键在于板柱节点处如何进行“强柱弱梁，强剪弱弯”的延性设计，保证水平地震力可靠传递。
在实际设计工作中，除了正常的专业程序计算，还应注意复核《建筑抗震设计规范》6.2.2条关于同一节点上下柱端正截面抗弯承载力的规定，同时适当增加剪力墙和柱子等竖向构件的配筋率。
二. 其次是计算模型中的导荷途径。根据工程实际情况，现浇空心楼板的受力模型分单向受力和双向受力两种情况。
双向受力适应范围非常广泛，大多数建筑工程均适用双向受力设计，实际的设计应用也多数此类。一般来说，应用空心无梁楼盖体系的建筑物网格均匀，通过力学计算和合理的构造设计可使现浇楼板形成明显的双向受力特性。到目前为止，双向受力设计，已应用于大市场、高层综合楼、大跨度展厅、停车场等各类工业与民用建筑工程中，取得了良好的社会效益和经济效益。
单向受力设计，是常常容易被设计人员忽视的一种模式。它通常适用于柱网区格纵横向柱距相差较大，有明显的长跨暗梁，或者是区格的长短边之比大于2，以及楼板内开较大洞口的情况。这时都难以形成明显的双向受力特性，如果勉强使用双向受力模型，计算结果误差较大；特别是大跨暗梁，计算出来的受力会很大，配筋结果往往失常甚至超筋，但如果导荷模式改为单向受力，荷载传至短柱距的边梁上，长向柱与柱之间的暗梁受力就大为减少，其主要的作用是拉结和传递水平地震力，这样计算出建筑《现浇混凝土空心楼盖技术规程》（CECS 175：2004）地震力等参数更加符合实际受力状态。
三. 空心无梁楼盖体系构造措施
除了满足相应国家规范、规程外，设计时的构造措施一般应注意以下几点：
1.框架暗梁构造：
a.框架暗梁宽度不宜大于柱宽+3倍暗高度。
b.框架暗梁纵筋应一排放置，且应保证不少于50%的纵筋穿过柱子。
c.框架暗梁支座纵筋在梁跨度的1/3，1/4处分两次截断。
d.框架暗梁箍筋加密区长度抗震等级二、三级取2.0h，一级取2.5h，且应满足楼板抗冲切及抗扭验算要求。
e.暗梁内箍筋闭合处应设置混凝土受压区内。
2.空心楼板的构造：
a.空心楼板中给排水管预留洞，烟道预留洞处管断开，板钢筋绕预留洞伸入支座，对于钢筋无法绕过预留洞的可将钢筋切断，但应在预留洞两边补足钢筋，且伸入支座。
b.卫生间楼板下凹时，则在下凹板边设暗梁，短向暗梁伸至框架梁支承，另一方向设至凹板边，凹板用吊梁支承。
c．应特别注意内模的种类，筒芯和箱体，在构造措施上还是有较大的区别的，这在《现浇混凝土空心楼盖技术规程》（CECS 175：2004）6.1节中阐述的很清楚，设计人员应严格遵守相应条文。
四．关于电算模型。
由于目前设计人员采用的电算软件多种多样，带来的计算模型、刚度折减、加载模式均有不同，加上设计人员对于电算结果的判断和处理也难以统一，导致了即便是同一种内模产品，设计结果也大不相同。本文在这里不讨论各软件孰优孰劣，而且当前使用的空心楼盖规程、图集、电算软件，也有需要逐步完善的地方，这就给设计人员一个较大的发挥空间，也提出了更高的要求。
面对空心楼盖这样一个在国内发展时间不长的结构形式，我们广大的工程设计人员，在使用推广它的电算化的同时，更需要辅以比一般结构更多的手算工作，来校核电算结果，这是因为，除了《现浇混凝土空心楼盖技术规程》（CECS 175：2004）和《现浇混凝土空心楼盖》（05SG343），空心楼盖的受力分析还是应该依据《混凝土设计规范》（GB 50010-2010）和《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）等主要规范来进行，这就需要合理的模型简化和计算简图，手算工作量必不可少，切忌一味的追求经济效益，过分相信电算软件，造成不必要的安全隐患。
五．结语
最近几年，现浇钢筋砼空心楼盖的应用越来越广泛，在国内有许多科研单位和生产厂家都在研制和开发芯模产品，材料和配料各有不同，形式多种多样，各具特色。但无论是筒芯还是箱体，是空心还是实心，，作为设计师，设计概念和思路应该清晰而明确，在熟练掌握相关规范规程的同时，积累工程经验，为该类产品的进一步推广使用提供技术保证，也为设计相关规范图集和电算软件的进一步改进提供实践检验。