现浇混凝土空心楼盖设技技术百科

现浇混凝土空心楼盖设技技术百科

山西省太原市清徐县鼎旺建材有限公司

随着建筑业的迅速发展，新的建筑结构设计、施工技术不断涌现。现浇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，是利用预制空心楼板的概念，按一定规则放置埋入式内模后，经现场浇筑混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖。过去由于抽芯式钢管成孔工艺的限制，空心楼板主要应用于预制构件，很少应用于现浇结构。近几年出现了几种新的非抽芯式成孔工艺，如金属波纹管和GBF高强复合薄壁管等，使现浇混凝土空心楼盖结构技术得到推广应用。空心楼盖可用于一般民用建筑，尤其适用于具有较大跨度、对层高有限制的公共建筑和住宅建筑，如商场、办公楼、图书馆、教学楼、展览馆、大型仓库、停车楼、住宅等。目前，国内已有不少的工程采用现浇混凝土空心楼盖，社会和经济效益十分明显。本文结合工程实践，对埋入式内模采用筒芯的现浇混凝土空心楼盖结构进行探讨。
　　一、结构设计体系比较
　　较大跨度的建筑采用现浇混凝土结构时，其传统的结构体系与现浇混凝土空心楼盖结构体系比较如下：
　　传统的现浇混凝土结构：常采用单向肋梁楼板、双向肋梁楼板、密肋楼板和无梁实心楼板等。肋梁楼板由于肋梁的存在，不仅降低了房间净高，而且不利于各种设备、管线的安装。为了设施管道的穿越和环境美观，需要吊顶装饰，这样就增加了层高，加大了自重。无梁实心楼板虽然不露梁，但自重过大。传统的结构体系都因结构自重大，增加了柱和基础的荷载，使柱和基础的截面尺寸及配筋都相应的加大，经济性较差。由于肋梁、柱帽和承重墙体的限制，不能较好地满足现代建筑对空间环境和使用功能灵活多样的需求。施工过程中，因梁、板配筋密集，预应力作业多，施工工艺质量要求高，施工难度较大，往往造成施工速度缓慢，提高了工程成本。
　　现浇混凝土空心楼盖结构：是采用埋入式内模，经现场浇注混凝土而在楼板中形成空腔的楼盖。柱、墙间设暗梁，暗梁可与楼板等厚，将受力性能最好的工字梁与蜂窝结构原理运用到水平建筑结构体系中。现浇钢筋混凝土空心楼盖应用技术改善了传统结构不足，突破了国内外传统的结构模式，创造了力学性能更加合理、技术效果更好的结构形式。
　　空心楼盖重量比实心无梁楼板轻，而承载能力等同于实心无梁楼板，既具安全性，又具经济性和美观性。由于空心楼盖自重减轻，增加了基础承载的安全性和可靠性；基础及框架梁、柱的断面可相应减小，每层可降低建筑梁高0.4米左右，不仅提高净空高度，而且有利于水平管线、空调管道的安装，以满足大跨度、大荷载和大空间的多层和高层建筑对层高的的需求，使得空间更加开阔美观，使得大开间可布置灵活，不受传统的承重墙约束，改善了使用功能。由于空心楼盖的厚度大于实心板，同时增加了楼层刚度，可有效防止楼板裂缝的出现。另外这种楼盖的隔音、隔热、保温性能均优于实心板，其封闭空腔结构能减少噪音传递，克服上下楼层的噪音干扰，解决了住宅、图书馆、教室等特殊场所的噪音干扰问题。由于楼盖自重降低，使地震力减小，这不仅对基础设计有利，而且对结构抗震更为有利。空心楼盖自重减轻，不仅节省混凝土用量、减少楼板的配筋量，节省建材、降低了工程综合造价，而且管道、管线安装方便、无需吊顶，这就加快了施工进度，降低了施工成本，缩短了工期。
　　二、技术特点
　　现浇混凝土空心楼盖具有以下技术特点：
　　1、可用于框架、剪力墙、框架-剪力墙等结构。
　　2、柱网跨度8~15m为宜。
　　3、楼板的支撑可采用梁、柱、或墙。
　　4、可按实际支承情况分为单向板、双向板承重结构。
　　5、在抗震等级较低的多层建筑中，应优先使用单向板承重结构。
　　6、楼板内承受较大集中静力荷载部位不宜布置内模。对承受较大集中动力荷载的区格板，不宜采用空心楼板。
　　三、构造设计要求：
　　除符合一般楼板构造要求外还需符合下列要求：
　　1、板厚一般可取为1/30~1/35L，L为板的短向跨度，不宜小于180mm。
　　2、现浇混凝土空心楼的体积空心率宜为30%~50%。
　　3、筒芯可采用金属波纹管和GBF高强复合薄壁管，管上下及管与管之间混凝土最小厚度为50mm。
　　4、每节管的长度宜在1000mm~2000mm，管与管间留50~100mm宽板肋，在板肋间可配适量钢筋增强楼板的整体性。
　　5、单向板钢筋保护层厚度应满足管上下及管与管之间混凝土最小厚度50mm，同时应符合普通现浇板和耐火极限的要求。
　　6、双向板除按单向板构造要求外，各管列应使用管长≤950mm的两端封闭管，沿管列方向设置宽度不小于120mm的钢筋混凝土横肋，每跨不小于5个，宜使每延米范围内纵横方向的惯性矩尽量接近，空心管沿短向布置。
　　四、施工质量控制
　　1、主要施工工序
　　安装摸板→划线定位→铺设底板钢筋→内模安装、采取抗浮措施→面板钢筋安装和预留预埋→混凝土浇筑→混凝土养护、拆模。
　　2、施工质量控制要点
　　1）现浇混凝土空心楼盖结构施工现场应有健全的质量管理体系、施工质量控制和质量检查制度，应有专项技术方案，并监理审查、审批。
　　2）安装模板：因筒芯在混凝土浇灌过程中有较大的上浮力，筒芯与底模固定应可靠，宜采用竹胶板做底模。因板的跨度、厚度相差较大，安装前应控制好板的标高和支撑立杆间距，跨中梁、板的底模并按设计要求进行起拱，设计无要求时，起拱高度宜为跨度的2~3‰。
　　3）划线定位：在普通钢筋安装、预应力筋铺设、内模安装以及预留、预埋安装前，均应划线定位，保证其位置正确。
　　4）铺设钢筋：根据图纸进行暗梁钢筋、板底钢筋、肋间钢筋或钢筋网片的铺设。可在底层钢筋垂直筒芯的方向上放置支撑的钢筋，应控制好支撑钢筋的架空高度，可用铁丝与底模连接牢固，进行水﹑电管线的预留。
　　5）预留、预埋：各类管线较多，管线纵横交错。水电、空调的线盒及预留洞应于筒芯的布置相协调，布管位置宜选在楼板的实心区域、宽肋范围内。若布管量大，应采取集中布管，可以采用小直径芯管、增大砼厚度的方法，避免在较薄的混凝土面层埋管。安装穿过楼板管道的预埋套管，应在模板上开孔，将套管嵌入孔内固定牢固。预留管线、预埋件的位置和标高应做到准确无误，检查复合后，方可铺设筒芯。
　　6）内模安装：在浇注混凝土时，必须对单个内模和楼板底模采取抗浮技术措施，以克服筒芯的上浮力，保证筒芯位置不能发生变化，否则会影响混凝土的质量和结构的安全。目前固定筒芯的方法很多，普遍采用用细铁丝将管捆住，固定于模板上的方法。施工中，管芯不宜过长，每节管的长度宜在1000mm~2000mm，如跨度较大，筒芯应分段制作，连续安装成型。为保证筒芯安放标高、位置的准确，可采取在肋中钢筋网片上焊横撑脚或垫块。筒芯管口应用专用堵头封堵好，以防止混凝土进入筒芯增加楼板重量。为防止筒芯在浇灌混凝土时发生位移和上浮，将每根芯管用铁丝固定到支撑钢筋上，把位移偏差控制在允许范围内。绑扎完上层钢筋后，应对筒芯的安装进行全面检查，经验收合格后，方可浇筑混凝土。
　　7）混凝土浇筑与养护：宜采用泵送砼，混凝土坍落度保持在180~200mm。为了保证混凝土振捣密实，粗骨料的粒径不宜过大，布料和振捣应同步进行。混凝土浇注时，应对内模进行观察与维护，应采取有效可靠的震捣方法，应避免使用直径大功率大的震捣器，避免震捣器直接接触筒芯而将空心管振碎。可以采用平板震捣器，或直径小的震捣棒有机结合的方法进行施工，振动器不要直接触筒芯，应沿顺筒方向推进，以免破坏筒芯，保证混凝土密实。混凝土浇筑完成后应及时覆水养护，养护时间为14。
　　8）施工便道：在混凝土未浇注前，避免直接踩踏筒芯，造成破碎，降低空心板空心率。可采用定型马凳搭设便道，供施工人员行走，同时也可做混凝土输送管的支架。大面积铺管时，应采取临时桥板铺设方法。施工中，应做到严禁施工人员直接踩踏钢筋及筒芯，严禁机具压踏碰撞筒芯，防止筒芯发生位移、变形或堵头松动，而影响工程质量。
　　五、发展空间
　　现浇混凝土空心楼盖结构兴起于上世纪九十年代，最早出现在国外。2000年，在我国通过了建设部科技成果评估认定，随着现浇混凝土非抽芯成孔工艺技术的成型，使得该项技术有了较好的发展。近几年，由于建设部的大力推广，现浇混凝土空心楼盖结构技术在国内应用广泛，现已开始用于地震设防烈度较高的高层建筑。工程实践证明：现浇砼空心楼盖结构可用于一般民用建筑，尤其适用于具有较大跨度对层高有限制的公共建筑和住宅建筑，具有梁板配筋减少、降低地震作用、增加楼板刚度、楼板的隔音效果好等优点，能明显降低建筑结构总体造价，缩短工期、施工方便，具有显著的经济效益和社会效益。现浇混凝土空心楼板技术是我国建筑结构领域的一大创新，处于国内领先水平，具有较好的发展空间。