文档介绍：“现浇混凝土空心楼盖结构体系”在工程中的应用
——新乡医学院院系楼中“现浇混凝土空心楼盖”的设计
邢许颍
(河南省建筑设计研究院郑州 450014)
[提要] 本文综合阐述了“现浇混凝土空心楼盖结构体系”的受力机理、设计要点、使用范围、及相比其它楼盖体系的优点。结合对“新乡医学院·院系楼”项目的设计,说明该结构体系是一种性能价格比优越、受力明确合理的结构体系,具有巨大的社会经济价值。
[关键词] 现浇混凝土空心楼盖内模建设节约型社会
前言
现浇混凝土空心楼盖是指按一定规格放置埋入式内模后,经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖。近年来,现浇混凝土空心楼盖结构技术的研究与推广应用取得了长足发展。从九十年代初开始,十几年以来,现浇空心楼盖结构已在超过二十个省市和几千万平方米的建筑中得到应用。
本文综合阐述了“现浇混凝土空心楼盖结构体系”的受力机理、设计要点、使用范围、及相比其它楼盖体系的优点。结合对“新乡医学院·院系楼”项目的设计,说明该技术是一种性能价格比优越、受力明确合理的结构体系,具有巨大的社会经济价值。
1   现浇混凝土空心楼盖简介
现浇混凝土空心楼盖的受力机理
从受力截面分析,作为受弯构件的楼板,其受力截面由受拉区和受压区构成,在极限状态下,拉力和压力集中在截面两侧以构成力矩,而截面中部对抗力的影响很小(如右图示)。因此,在受压区配置混凝土,在受
拉区配置钢筋并包裹足以锚    图1 应力分布图
固和协调受力的混凝土层,
而将中部的混凝土挖去,则其抗弯承载力基本不受影响。现浇混凝土空心楼盖正是运用这一原理,通过优化受力构件的截面形式,在基本不影响承载力的条件下,大幅地减少了混凝土的用量,具有良好的经济效益,同时又可大幅降低结构自重,减轻建筑的地震效应。
从楼板的整体性分析,与现浇混凝土空心楼盖具有可比性的是密肋楼盖。两者均是从减轻楼盖的自重着手,后者形成了带上翼缘的T型交叉梁系楼盖,而前者则形成了带上、下翼缘的工型交叉梁系楼盖。两者不同之出在于,空心楼盖有下翼缘,且板中暗肋间距较密肋楼盖的肋间距小,因而其受力更加均匀,刚度更大,整体性更好。通过空间有限元程序进行分析,其受力性能更加接近与实心板。
综上所述,现浇混凝土空心楼盖完全可以按实心板的计算模型进行内力分析,然后根据求得的内力,按工字型截面进行配筋设计。
现浇混凝土空心楼盖的设计要点与构造要求
设计依据
现浇混凝土空心楼盖的设计可遵循下列现行规范及规程执行:
   《钢筋混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
   《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)
   《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)
   《预应力混凝土结构抗震设计规程》(JGJ140-2002)
   《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》(CECS 175:2004)
现浇混凝土空心楼盖的分类
(1) 按楼板的受力模型,可分为边支撑现浇混凝土空心楼盖和柱支撑现浇混凝土空心楼盖;
(2) 按楼板的内模材料,可分为内模为筒芯的现浇混凝土空心楼盖和内模为箱体的现浇混凝土空心楼盖;
(3) 根据楼板的配筋,又可分为非预应力现浇混凝土空心楼盖和预应力现浇混凝土空心楼盖。
根据现行工程的常用类型,本文重点对非预应力现浇混凝土空心楼盖作以阐述。
楼盖受力体系确定原则
(1) 边支撑现浇混凝土空心楼盖
根据CECS 175:2004的规定,可以理解为:对于支撑在墙、深受弯构件、刚性梁等结构上的楼板以及传统经验证明有效的带主次梁的楼板,可以按“边支撑板”的原则进行设计。
注:对于“刚性梁”,目前国内规范尚无明确介定,本文列出国外相关规范对“边支撑板”的规定,以做参考:
-1963规定,四边支撑在墙或钢梁上的板,或支撑在梁高不小于3倍板厚的现浇梁上的板,均可认为是“边支撑板”。(目前国内学术界认为此规定偏松且不全面)
-1994附录B关于“四边刚性支撑的矩形双向板体系”的规定中,提出刚性支撑的条件为:
此处,bw为梁腹板宽度,hb为梁高,ln为支撑梁的净跨,hs为板厚。
当按边支撑现浇混凝土空心楼盖设计时,应考虑以上因素,否则楼板计算应考虑周边梁的刚度影响,同时周边梁应通过抗扭计算。
(2) 柱支撑现浇混凝土空心楼盖
凡不属于边支撑现浇混凝土空心楼盖的楼板,均宜按柱支撑楼盖进行设计。其受力模型与无梁楼盖类似,应按GB50011-2001规定的板柱结构体系进行设计。
当支撑现浇混凝土空心板的框架梁按扁梁设计时,扁梁的构造应满足GB50011-2001的规定,同时扁梁及板肋应满足