現(xiàn)澆空心板在某辦公樓設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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摘要：本文結(jié)合工程介紹了高層公共辦公樓大柱網(wǎng)樓蓋體系采用現(xiàn)澆混凝土空心板的有關(guān)設(shè)計(jì)問題，同時(shí)就一些計(jì)算特殊問題的進(jìn)行了探討。

  關(guān)鍵詞：樓蓋體系現(xiàn)澆空心雙向板布管方式設(shè)計(jì)及構(gòu)造一.工程概況本設(shè)計(jì)為中關(guān)村大河莊苑辦公樓設(shè)計(jì)，該工程是中關(guān)村西區(qū)配套唯一的商業(yè)設(shè)施，也是小區(qū)邊緣的標(biāo)志性建筑，其中：地下三層，平面尺寸為124.40mx54.90m，地下二、三為汽車庫(kù)，地下一為商業(yè)用房；地上16層，平面尺寸為90.00mx38.60m，柱網(wǎng)為8.4mx8.4m,地上一、二為商業(yè)用房、其他為辦公用房。地上總高為60M，業(yè)主為獲取得最大的使用面積，要求建筑層高不能超過3.6M，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為滿足大的建筑凈空要求，標(biāo)準(zhǔn)層框架梁采用部分預(yù)應(yīng)力扁梁，梁高僅為500mm.樓板采用250mm厚的現(xiàn)澆混凝土空心板（自重僅相當(dāng)于160mm的實(shí)心板），如附圖1附圖1標(biāo)準(zhǔn)層平面圖二.樓蓋體系的合理選擇高層公共建筑體系的混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)通常的形式為梁板和實(shí)心平板，目前業(yè)主往往需要大開間、大柱網(wǎng)和大空間靈活隔墻，為了多出使用面積，將層高降低，以及便于今后使用功能的變更等等，傳統(tǒng)的梁板和實(shí)心板結(jié)構(gòu)已不能很好的適應(yīng)這種需求，為了適應(yīng)這種要求，近年來國(guó)家建設(shè)部推廣的現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋應(yīng)用技術(shù)填補(bǔ)了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)不足，且整體的綜合造價(jià)有所降低。它可在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式中，將空心高強(qiáng)薄壁管埋入實(shí)心板內(nèi)，并按一定方向排列、現(xiàn)場(chǎng)澆注成型，使原實(shí)心平板變成空心板。這樣以來不僅減輕了結(jié)構(gòu)自重，節(jié)省了混凝土用量；同時(shí)也增加了樓層剛度（空心板厚度比實(shí)心板大）,有效防止樓板裂縫的出現(xiàn)，由于樓蓋自重減輕，這樣以來框架梁柱的斷面及基礎(chǔ)就可相應(yīng)的減小，使有效空間充分利用；另外這種樓蓋的隔音、隔熱、保溫性能均優(yōu)于實(shí)心板；由于樓蓋自重降低，使地震力減小，這不僅對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有利，而且對(duì)結(jié)構(gòu)抗震更為有利，同時(shí)也可降低工程造價(jià)，還可加快施工進(jìn)度。因此本設(shè)計(jì)采用250厚的空心高強(qiáng)薄壁管現(xiàn)澆鋼筋混凝土空心樓蓋。如附圖2   附圖2標(biāo)準(zhǔn)層BDF管布置圖三．現(xiàn)澆空心板在雙向板中布管方式的論述現(xiàn)澆空心板技術(shù)出現(xiàn)后，其配筋計(jì)算方法發(fā)生過一系列改進(jìn)，使其更加符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際和科學(xué)性，最初階段僅用于單向受力板，空心管僅按一個(gè)方向布管，板的簡(jiǎn)化計(jì)算模型以及計(jì)算方法與預(yù)制空心板相同，這樣的做法設(shè)計(jì)人員容易理解，計(jì)算也較方便。   近年來在一些工程中也開始在大跨度雙向板中采用現(xiàn)澆空心板，但對(duì)于雙向板如果仍然僅按一個(gè)方向布管，板按單向控制配筋，對(duì)板是安全的，但是不經(jīng)濟(jì)的，而且對(duì)四周的框架梁則會(huì)出現(xiàn)梁上荷載分配不均勻，垂直于板孔的梁分配的荷載較平行于板孔的梁較大，這主要是由于兩個(gè)方向板的折算剛度不同所致，如附圖3所示，以8.4x8.4米柱網(wǎng)為例進(jìn)行計(jì)算，將板按兩方向進(jìn)行簡(jiǎn)化，順板孔方向簡(jiǎn)化為“I”形；垂直板孔方向簡(jiǎn)化為“=”形，分別把每米板寬按等剛度原則轉(zhuǎn)化為同高的實(shí)心板（梁），由于板孔的存在，造成空心板在平面計(jì)算時(shí)兩個(gè)方向剛度不一樣，即上述等代梁寬度是不一樣的，即順板孔方向?yàn)?00x250；垂直板孔方向?yàn)?80x250，然后按簡(jiǎn)化虛擬梁模型進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如附圖3所示，此時(shí)板荷載分配給各框架梁的情況如附圖4所示   排管平面圖等代虛擬梁簡(jiǎn)圖附圖3   附圖4附圖3排管時(shí)荷栽分配給各框架梁的情況由計(jì)算結(jié)果（附圖4）可以明顯看出，當(dāng)空心管在一跨中僅沿一個(gè)方向排列時(shí)，將會(huì)對(duì)框架梁所受荷載產(chǎn)生明顯差異，這與整體計(jì)算時(shí)，板的荷載分配不一致，這就會(huì)造成整體計(jì)算時(shí)框架梁不安全的陰患存在，為了避免由于等代梁剛度不同導(dǎo)致的垂直板孔的梁分配荷載過多，而平行于板孔的梁分配的荷載過少，我們將板孔的方向在同一跨中按棋盤格式布置，如附圖5所示，計(jì)算簡(jiǎn)圖如附圖5所示，此時(shí)板荷載分配給各框架梁的情況如附圖6所示排管平面圖a等代虛擬梁簡(jiǎn)圖b附圖5由計(jì)算結(jié)果（附圖6）可以明顯看出，我們將板孔的方向在同一跨中按棋盤格式布置，如附圖5a所示，計(jì)算簡(jiǎn)圖如附圖5b所示，此時(shí)板荷載分配給各框架梁的情況如附圖6所示，此時(shí)板分配給各框架梁的總荷載是完全一致的，這樣以來在對(duì)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算時(shí)就消除了框架梁不安全的陰患存在，附圖6附圖5棋盤式排管時(shí)荷載分配給各框架梁的情況四.綜合經(jīng)濟(jì)效益通過多項(xiàng)工程比較，與一般的平板、無梁板相比土建費(fèi)用有所降低，另外在建筑高度一定的條件下，降低層高就等于增加了層數(shù)，增加了建筑面積，為業(yè)主帶來了更大的經(jīng)濟(jì)效益。本文以8.4x8.4m柱網(wǎng)樓蓋為例在荷載和凈高相同的條件下進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)比較見下表：樓蓋結(jié)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)高度混凝土鋼筋模板吊頂樓板結(jié)構(gòu)層的工程造價(jià)凈高層高用量m3/m2造價(jià)元/m2用量m3/m2造價(jià)元/m2造價(jià)元/m2造價(jià)元/m2梁板單價(jià)元/m2凈高相同的樓層單價(jià)元/m2凈高相同的樓層單價(jià)對(duì)比普通板柱2.73.00.271745335510053911141.0普通梁板2.73.30.21013530201184039410200.92圓孔板2.72.950.17880151011004169740.87密肋板2.72.960.1601031610720403629190.82【注】1.砼一律用C30，480元/m3x1.34(間接費(fèi))=643元/m3。施工的工期每層按7天計(jì)   2.鋼筋及加工費(fèi)5元/kgx13.4(間接費(fèi))=6.7元/kg.(Ii級(jí)鋼為主)   3.高強(qiáng)薄壁管Φ1505根/每1m寬，單價(jià)80元/m3   4.樓層單價(jià)=梁板價(jià)+180元/m3（墻、柱、樓梯、電梯）x層高+150元/m3（基礎(chǔ)差價(jià)）X該樓層梁板的砼折算厚度五．現(xiàn)澆混凝土空心板樓蓋的設(shè)計(jì)要求及構(gòu)造要求1.設(shè)計(jì)要點(diǎn)：   1）.結(jié)構(gòu)布置原則為：柱與柱、柱與剪力墻間設(shè)置框架梁，框架梁圍成的板采用現(xiàn)澆混凝土空心板。   2）.框架梁可根據(jù)工程不同情況，分別采用普通框架梁、框架扁梁、在無梁樓蓋中采用暗梁。   3）.主體結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，板厚按空心板實(shí)際厚度輸入，但需按空心板折算厚度輸入板自重。   4）現(xiàn)澆混凝土空心板可按實(shí)際支承情況分別按單向、雙向進(jìn)行配筋計(jì)算。對(duì)雙向板應(yīng)按“空間等代虛擬井式梁結(jié)構(gòu)”設(shè)計(jì)計(jì)算，2.一般構(gòu)造要求除符合一般樓板構(gòu)造要求外還需符合下列要求   1）板厚一般可取為1/30~1/35L，L為板的短向跨度。   2）空心率宜為30%~50%。   3）適用于板跨6~10米（非預(yù)應(yīng)力），10~25米（預(yù)應(yīng)力）   4）管上下及管與管之間混凝土最小厚度（寬度）為50mm   5）每節(jié)管的長(zhǎng)度宜在1000mm~2000mm，管與管間留50~100mm寬板肋，在板肋間可配適量鋼筋增墻樓板的整體性。六結(jié)語(yǔ)通過本工程的設(shè)計(jì)，作者對(duì)現(xiàn)澆雙向空心板設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步了解。本文重點(diǎn)就現(xiàn)澆雙向空心板中如何布進(jìn)行了探討，并提出了符合結(jié)構(gòu)受力的布管方案，本工程經(jīng)北京市建筑設(shè)計(jì)研究總院審圖中心專家們的嚴(yán)格審查，肯定了我們的分析計(jì)算及有關(guān)特殊問題的構(gòu)造處理措施，目前本工程施工已基本完成，得到業(yè)主好評(píng)。參考文獻(xiàn)1.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001））   2.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）   3.現(xiàn)澆砼圓孔空心板在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究與實(shí)踐大連市建筑設(shè)計(jì)院等2002年3月   4.中國(guó)建筑科學(xué)研究院編制的PM.PK系列軟件2003年5版